Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2003178578A - Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory

Info

Publication number
JP2003178578A
JP2003178578A JP2002268035A JP2002268035A JP2003178578A JP 2003178578 A JP2003178578 A JP 2003178578A JP 2002268035 A JP2002268035 A JP 2002268035A JP 2002268035 A JP2002268035 A JP 2002268035A JP 2003178578 A JP2003178578 A JP 2003178578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
memory
common
ferroelectric
volatile semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002268035A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Nishihara
利幸 西原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2002268035A priority Critical patent/JP2003178578A/en
Priority to US10/416,662 priority patent/US6956759B2/en
Priority to KR10-2003-7006625A priority patent/KR20040038893A/en
Priority to PCT/JP2002/009747 priority patent/WO2003032323A1/en
Priority to TW091122634A priority patent/TWI230381B/en
Publication of JP2003178578A publication Critical patent/JP2003178578A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory in which data is not destroyed even when a polarization attenuation phenomenon is caused in ferroelectric layers. <P>SOLUTION: A ferroelectric nonvolatile semiconductor memory comprises a bit line BL, a transistor TR for selection, a memory unit MU constituted of M pieces of memory cells MCM (M≥2), and M lines of plate lines PL. Each memory cell comprises a first electrode 21, a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23. In the memory unit MU, the first electrode 21 of the memory cell MCM is common, the common first electrode 21 is connected to the bit line BL through the transistor TR for selection, the second electrode 23 of the (m)th memory cell is connected to the (m)th plate line PL<SB>m</SB>, a circuit TRS is provided further to ground the common first electrode 21 or to short-circuit the M lines of plate lines PLM and the common first electrode 21. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体型不揮発
性半導体メモリ(所謂FERAM)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric non-volatile semiconductor memory (so-called FERAM).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大容量の強誘電体型不揮発性半導
体メモリに関する研究が盛んに行われている。強誘電体
型不揮発性半導体メモリ(以下、不揮発性メモリと略称
する場合がある)は、高速アクセスが可能で、しかも、
不揮発性であり、また、小型で低消費電力であり、更に
は、衝撃にも強く、例えば、ファイルのストレージやレ
ジューム機能を有する各種電子機器、例えば、携帯用コ
ンピュータや携帯電話、ゲーム機の主記憶装置としての
利用、あるいは、音声や映像を記録するための記録メデ
ィアとしての利用が期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, much research has been conducted on large-capacity ferroelectric non-volatile semiconductor memories. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory (hereinafter, may be abbreviated as a non-volatile memory) can be accessed at high speed and
It is non-volatile, small in size, low in power consumption, and resistant to shocks. It is expected to be used as a storage device or a recording medium for recording audio and video.

【0003】この不揮発性メモリは、強誘電体薄膜の高
速分極反転とその残留分極を利用し、強誘電体層を有す
るキャパシタ部の蓄積電荷量の変化を検出する方式の、
高速書き換えが可能な不揮発性メモリであり、基本的に
は、メモリセル(キャパシタ部)と選択用トランジスタ
とから構成されている。メモリセル(キャパシタ部)
は、例えば、下部電極、上部電極、及び、これらの電極
間に挟まれた強誘電体層から構成されている。この不揮
発性メモリにおけるデータの書き込みや読み出しは、図
60に示す強誘電体のP−E(V)ヒステリシスループ
を応用して行われる。即ち、強誘電体層に外部電界を加
えた後、外部電界を除いたとき、強誘電体層は残留分極
を示す。そして、強誘電体層の残留分極は、プラス方向
の外部電界が印加されたとき+Pr、マイナス方向の外
部電界が印加されたとき−Prとなる。ここで、残留分
極が+Prの状態(図60の「D」参照)の場合を
「0」とし、残留分極が−Prの状態(図60の「A」
参照)の場合を「1」とする。
This non-volatile memory utilizes a high-speed polarization reversal of a ferroelectric thin film and its residual polarization to detect a change in the amount of accumulated charge in a capacitor section having a ferroelectric layer.
It is a high-speed rewritable non-volatile memory, and basically includes a memory cell (capacitor portion) and a selection transistor. Memory cell (capacitor section)
Is composed of, for example, a lower electrode, an upper electrode, and a ferroelectric layer sandwiched between these electrodes. Writing and reading of data in this nonvolatile memory are performed by applying the PE (V) hysteresis loop of the ferroelectric substance shown in FIG. That is, when the external electric field is removed after the external electric field is applied to the ferroelectric layer, the ferroelectric layer exhibits remanent polarization. The remanent polarization of the ferroelectric layer becomes + P r when an external electric field in the positive direction is applied, and −P r when an external electric field in the negative direction is applied. Here, the case where the remanent polarization is + P r (see “D” in FIG. 60) is “0”, and the remanent polarization is −P r (“A” in FIG. 60).
In the case of reference), it is set to "1".

【0004】「1」あるいは「0」の状態を判別するた
めに、強誘電体層に例えばプラス方向の外部電界を印加
する。これによって、強誘電体層の分極は図60の
「C」の状態となる。このとき、データが「0」であれ
ば、強誘電体層の分極状態は、「D」から「C」の状態
に変化する。一方、データが「1」であれば、強誘電体
層の分極状態は、「A」から「B」を経由して「C」の
状態に変化する。データが「0」の場合には、強誘電体
層の分極反転は生じない。一方、データが「1」の場合
には、強誘電体層に分極反転が生じる。その結果、メモ
リセル(キャパシタ部)の蓄積電荷量に差が生じる。選
択された不揮発性メモリの選択用トランジスタをオンに
することで、この蓄積電荷を信号電流として検出する。
データの読み出し後、外部電界を0にすると、データが
「0」のときでも「1」のときでも、強誘電体層の分極
状態は図60の「D」の状態となってしまう。即ち、読
み出し時、データ「1」は、一旦、破壊されてしまう。
それ故、データが「1」の場合、マイナス方向の外部電
界を印加して、「D」、「E」という経路で「A」の状
態とし、データ「1」を再度書き込む。
In order to determine the state of "1" or "0", an external electric field in the positive direction, for example, is applied to the ferroelectric layer. As a result, the polarization of the ferroelectric layer becomes the state of "C" in FIG. At this time, if the data is "0", the polarization state of the ferroelectric layer changes from "D" to "C". On the other hand, if the data is “1”, the polarization state of the ferroelectric layer changes from “A” to “C” via “B”. When the data is "0", polarization inversion of the ferroelectric layer does not occur. On the other hand, when the data is "1", polarization inversion occurs in the ferroelectric layer. As a result, a difference occurs in the amount of charge stored in the memory cell (capacitor section). By turning on the selection transistor of the selected nonvolatile memory, this accumulated charge is detected as a signal current.
When the external electric field is set to 0 after reading the data, the polarization state of the ferroelectric layer becomes the state of “D” in FIG. 60 regardless of whether the data is “0” or “1”. That is, at the time of reading, the data “1” is once destroyed.
Therefore, when the data is "1", an external electric field in the negative direction is applied to bring the state of "A" through the paths "D" and "E", and the data "1" is written again.

【0005】現在主流となっている不揮発性メモリの構
造及びその動作は、米国特許第4873664号におい
て、S.Sheffiledらが提案したものである。
この不揮発性メモリは、図61に回路図を示すように、
2つの不揮発性メモリセルから構成されている。尚、図
61において、1つの不揮発性メモリを点線で囲った。
各不揮発性メモリは、例えば、選択用トランジスタTR
11,TR12、メモリセル(キャパシタ部)FC11,FC
12から構成されている。
The structure and operation of a non-volatile memory, which is currently the mainstream, is described in US Pat. No. 4,873,664. It was proposed by Sheffiled et al.
This non-volatile memory has a circuit diagram shown in FIG.
It is composed of two non-volatile memory cells. Incidentally, in FIG. 61, one nonvolatile memory is surrounded by a dotted line.
Each nonvolatile memory has, for example, a selection transistor TR.
11 , TR 12 , memory cell (capacitor part) FC 11 , FC
It consists of 12 .

【0006】尚、2桁あるいは3桁の添字、例えば添字
「11」は、本来、添字「1,1」と表示すべき添字で
あり、例えば「111」は、本来、添字「1,1,1」
と表示すべき添字であるが、表示の簡素化のため、2桁
あるいは3桁の添字で表示する。また、添字「M」を、
例えば複数のメモリセルやプレート線を総括的に表示す
る場合に使用し、添字「m」を、例えば複数のメモリセ
ルやプレート線を個々に表示する場合に使用し、添字
「N」を、例えば選択用トランジスタやメモリユニット
を総括的に表示する場合に使用し、添字「n」を、例え
ば選択用トランジスタやメモリユニットを個々に表示す
る場合に使用する。
A two-digit or three-digit subscript, for example, a subscript "11" is originally a subscript that should be displayed as a subscript "1,1". For example, "111" is originally a subscript "1,1,". 1 "
Is a subscript to be displayed, but for simplification of the display, it is displayed with a two-digit or three-digit subscript. Also, add the subscript "M" to
For example, it is used to collectively display a plurality of memory cells or plate lines, and the subscript “m” is used, for example, to display a plurality of memory cells or plate lines individually, and the subscript “N” is used, for example. It is used to collectively display the selection transistors and memory units, and the subscript “n” is used to individually display the selection transistors and memory units, for example.

【0007】そして、それぞれのメモリセルに相補的な
データを書き込むことにより、1ビットを記憶する。図
61において、符号「WL」はワード線を示し、符号
「BL」はビット線を示し、符号「PL」はプレート線
を意味する。1つの不揮発性メモリに着目すると、ワー
ド線WL1は、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続
されている。また、ビット線BL1,BL2は、センスア
ンプSAに接続されている。更には、プレート線PL1
は、プレート線デコーダ/ドライバPDに接続されてい
る。
Then, one bit is stored by writing complementary data in each memory cell. In FIG. 61, reference numeral “WL” indicates a word line, reference numeral “BL” indicates a bit line, and reference numeral “PL” indicates a plate line. Focusing on one nonvolatile memory, the word line WL 1 is connected to the word line decoder / driver WD. The bit lines BL 1 and BL 2 are connected to the sense amplifier SA. Furthermore, the plate line PL 1
Are connected to the plate line decoder / driver PD.

【0008】このような構造を有する不揮発性メモリに
おいて、記憶されたデータを読み出す場合、ワード線W
1を選択し、更には、プレート線PL1を駆動すると、
相補的なデータが、対となったメモリセル(キャパシタ
部)FC11,FC12から選択用トランジスタTR11,T
12を介して対となったビット線BL1,BL2に電圧
(ビット線電位)として現れる。かかる対となったビッ
ト線BL1,BL2の電圧(ビット線電位)を、センスア
ンプSAで検出する。
In the nonvolatile memory having such a structure, when reading the stored data, the word line W
When L 1 is selected and the plate line PL 1 is driven,
Complementary data is transmitted from the paired memory cells (capacitor sections) FC 11 and FC 12 to the selection transistors TR 11 and T.
It appears as a voltage (bit line potential) on the paired bit lines BL 1 and BL 2 via R 12 . The voltage (bit line potential) of the paired bit lines BL 1 and BL 2 is detected by the sense amplifier SA.

【0009】1つの不揮発性メモリは、ワード線W
1、及び、対となったビット線BL1,BL2によって
囲まれた領域を占めている。従って、仮に、ワード線及
びビット線が最短ピッチで配置されるとすると、1つの
不揮発性メモリの最小面積は、加工最小寸法をFとした
とき、8F2である。従って、このような構造を有する
不揮発性メモリの最小面積は8F2である。
One nonvolatile memory is a word line W.
It occupies a region surrounded by L 1 and the paired bit lines BL 1 and BL 2 . Therefore, if the word lines and the bit lines are arranged at the shortest pitch, the minimum area of one nonvolatile memory is 8F 2, where F is the minimum processing size. Therefore, the minimum area of the nonvolatile memory having such a structure is 8F 2 .

【0010】このような構造の不揮発性メモリを大容量
化しようとした場合、その実現は加工寸法の微細化に依
存するしかない。また、1つの不揮発性メモリを構成す
るために2つの選択用トランジスタ及び2つのメモリセ
ル(キャパシタ部)が必要とされる。更には、ワード線
と同じピッチでプレート線を配設する必要がある。それ
故、不揮発性メモリを最小ピッチで配置することは殆ど
不可能であり、現実には、1つの不揮発性メモリの占め
る面積は、8F2よりも大幅に増加してしまう。
When it is attempted to increase the capacity of the nonvolatile memory having such a structure, its realization can only depend on the miniaturization of the processing size. Further, two selection transistors and two memory cells (capacitor section) are required to form one nonvolatile memory. Furthermore, it is necessary to arrange the plate lines at the same pitch as the word lines. Therefore, it is almost impossible to arrange the non-volatile memory at the minimum pitch, and in reality, the area occupied by one non-volatile memory is significantly larger than 8F 2 .

【0011】しかも、不揮発性メモリと同等のピッチ
で、ワード線デコーダ/ドライバWD及びプレート線デ
コーダ/ドライバPDを配設する必要がある。言い換え
れば、1つのロー・アドレスを選択するために2つのデ
コーダ/ドライバが必要とされる。従って、周辺回路の
レイアウトが困難となり、しかも、周辺回路の占有面積
も大きなものとなる。
Moreover, it is necessary to dispose the word line decoder / driver WD and the plate line decoder / driver PD at the same pitch as that of the nonvolatile memory. In other words, two decoders / drivers are needed to select one row address. Therefore, the layout of the peripheral circuit becomes difficult, and the area occupied by the peripheral circuit becomes large.

【0012】不揮発性メモリの面積を縮小する手段の1
つが、特開平9−121032号公報から公知である。
図62に等価回路を示すように、この特許公開公報に開
示された不揮発性メモリは、1つの選択用トランジスタ
TR1の一端に並列にそれぞれの下部電極が接続された
複数のメモリセルMC1M(例えば、M=4)から構成さ
れた不揮発性メモリセルと、1つの選択用トランジスタ
TR2の一端に並列にそれぞれの下部電極が接続された
複数のメモリセルMC2Mから構成された不揮発性メモリ
セルとから成る。尚、複数のメモリセルMC1M,MC2M
の下部電極は共通とされている。ここで、共通の下部電
極を共通ノードCN1,CN2と呼ぶ。選択用トランジス
タTR1,TR2の他端は、それぞれ、ビット線BL1
BL2に接続されている。対となったビット線BL1,B
2は、センスアンプSAに接続されている。また、メ
モリセルMC1m,MC2m(m=1,2・・・M)の上部
電極は共通のプレート線PLmに接続されており、プレ
ート線PLmはプレート線デコーダ/ドライバPDに接
続されている。更には、ワード線WLは、ワード線デコ
ーダ/ドライバWDに接続されている。
One of means for reducing the area of a non-volatile memory
One is known from JP-A-9-121032.
As shown in the equivalent circuit of FIG. 62, the nonvolatile memory disclosed in this patent publication has a plurality of memory cells MC 1M (each lower electrode connected in parallel to one end of one selection transistor TR 1 ( For example, a non-volatile memory cell composed of M = 4) and a plurality of memory cells MC 2M each having a lower electrode connected in parallel to one end of one selection transistor TR 2. It consists of and. In addition, a plurality of memory cells MC 1M , MC 2M
The lower electrode of is common. Here, the common lower electrodes are referred to as common nodes CN 1 and CN 2 . The other ends of the selection transistors TR 1 and TR 2 are respectively connected to the bit lines BL 1 and
It is connected to BL 2 . Paired bit lines BL 1 and B
L 2 is connected to the sense amplifier SA. The upper electrodes of the memory cells MC 1m and MC 2m (m = 1, 2 ... M) are connected to a common plate line PL m , and the plate line PL m is connected to a plate line decoder / driver PD. ing. Furthermore, the word line WL is connected to the word line decoder / driver WD.

【0013】そして、対となったメモリセルMC1m,M
2m(m=1,2・・・M)に相補的なデータが記憶さ
れる。例えば、メモリセルMC1m,MC2m(ここで、m
は1,2,3,4のいずれか)に記憶されたデータを読
み出す場合、ワード線WLを選択し、プレート線PLj
(m≠j)には(1/2)Vccの電圧を印加した状態
で、プレート線PLmを駆動する。ここで、Vccは、例
えば、電源電圧である。これによって、相補的なデータ
が、対となったメモリセルMC1m,MC2mから選択用ト
ランジスタTR1,TR2を介して対となったビット線B
1,BL2に電圧(ビット線電位)として現れる。そし
て、かかる対となったビット線BL1,BL2の電圧(ビ
ット線電位)を、センスアンプSAで検出する。
Then, the paired memory cells MC 1m , M
Data complementary to C 2m (m = 1, 2 ... M) is stored. For example, memory cells MC 1m and MC 2m (where m
Is any one of 1, 2, 3, and 4), the word line WL is selected to read the data stored in the plate line PL j
The plate line PL m is driven with a voltage of (1/2) V cc applied to (m ≠ j). Here, V cc is, for example, a power supply voltage. As a result, complementary data is transmitted from the paired memory cells MC 1m and MC 2m through the selection transistors TR 1 and TR 2 to the paired bit line B.
It appears as a voltage (bit line potential) on L 1 and BL 2 . Then, the sense amplifier SA detects the voltage (bit line potential) of the paired bit lines BL 1 and BL 2 .

【0014】対となった不揮発性メモリセルにおける一
対の選択用トランジスタTR1及びTR2は、ワード線W
L、及び、対となったビット線BL1,BL2によって囲
まれた領域を占めている。従って、仮に、ワード線及び
ビット線が最短ピッチで配置されるとすると、対となっ
た不揮発性メモリセルにおける一対の選択用トランジス
タTR1及びTR2の最小面積は、8F2である。しかし
ながら、一対の選択用トランジスタTR1,TR2を、M
組の対となったメモリセルMC1m,MC2m(m=1,2
・・・M)で共有するが故に、1ビット当たりの選択用
トランジスタTR1,TR2の数が少なくて済み、また、
ワード線WLの配置も緩やかなので、不揮発性メモリの
縮小化を図り易い。しかも、周辺回路についても、1本
のワード線デコーダ/ドライバWDとM本のプレート線
デコーダ/ドライバPDでMビットを選択することがで
きる。従って、このような構成を採用することで、セル
面積が8F2に近いレイアウトを実現可能であり、DR
AM並のチップサイズを実現することができる。
The pair of selection transistors TR 1 and TR 2 in the paired non-volatile memory cells are formed by the word line W.
It occupies a region surrounded by L and the paired bit lines BL 1 and BL 2 . Therefore, if the word line and the bit line are arranged at the shortest pitch, the minimum area of the pair of selection transistors TR 1 and TR 2 in the paired nonvolatile memory cells is 8F 2 . However, the pair of selection transistors TR 1 and TR 2 are
A pair of memory cells MC 1m and MC 2m (m = 1, 2
... M), the number of selection transistors TR 1 and TR 2 per bit is small, and
Since the arrangement of the word lines WL is gradual, it is easy to reduce the size of the nonvolatile memory. Moreover, also in the peripheral circuit, M bits can be selected by one word line decoder / driver WD and M plate line decoders / drivers PD. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to realize a layout in which the cell area is close to 8F 2.
A chip size similar to that of AM can be realized.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、強誘電体薄
膜には、緩和(リラクゼーション)と呼ばれる分極減衰
現象が生じることが知られている。この現象は、強誘電
体薄膜が、分極反転後、約1秒間に分極量に一定の減衰
が生じ、その後、安定する現象である。このような分極
減衰現象は、強誘電体薄膜の内部にトラップされた電荷
が、分極状態に応じて再分布するために生じると云われ
ている。不揮発性メモリへのアクセスは、通常、数十ナ
ノ秒の単位で行われる。従って、メモリセルにデータの
書き込みを行い、選択用トランジスタをオフ状態とした
後も、分極減衰現象は進行する。
By the way, it is known that a polarization attenuation phenomenon called relaxation occurs in a ferroelectric thin film. This phenomenon is a phenomenon in which the ferroelectric thin film undergoes a certain attenuation in the polarization amount for about 1 second after the polarization inversion, and then stabilizes. It is said that such a polarization decay phenomenon occurs because the charges trapped inside the ferroelectric thin film are redistributed according to the polarization state. Access to the non-volatile memory is normally performed in units of tens of nanoseconds. Therefore, even after the data is written in the memory cell and the selection transistor is turned off, the polarization attenuation phenomenon progresses.

【0016】分極減衰現象による電荷分布の模式図を図
63の(A)及び(B)に示す。尚、図63の(A)及
び(B)では、簡素化のため、1つのメモリセル及び選
択用トランジスタを図示した。図63の(A)は、プレ
ート線を接地した状態で、選択用トランジスタを介して
下部電極に正電位のパルスを与え、データ「1」を書き
込んだ後に、再度、下部電極を接地したときの電荷分布
を示している。書き込みを完了した時点では、下部電極
と上部電極とは共に接地されており、等電位であり、各
電極表面には分極量に等しい電荷が分布し、分極に伴う
電界を相殺している。
A schematic view of the charge distribution due to the polarization decay phenomenon is shown in FIGS. 63 (A) and 63 (B). Note that, in FIGS. 63A and 63B, one memory cell and a selection transistor are illustrated for simplification. FIG. 63A shows a case where the plate electrode is grounded, a positive potential pulse is applied to the lower electrode through the selection transistor, data “1” is written, and then the lower electrode is grounded again. The charge distribution is shown. When the writing is completed, the lower electrode and the upper electrode are both grounded and at the same potential, and the charge equal to the polarization amount is distributed on the surface of each electrode to cancel the electric field associated with the polarization.

【0017】ここで、選択用トランジスタTRがオフ状
態になると、下部電極は浮遊状態となる。このとき、強
誘電体層の分極が図63の(B)に示すように減衰する
が、浮遊状態の下部電極の総電荷量は保存されるため、
その電位が変動する。
When the selection transistor TR is turned off, the lower electrode is in a floating state. At this time, the polarization of the ferroelectric layer is attenuated as shown in FIG. 63B, but the total charge amount of the lower electrode in the floating state is preserved.
The potential changes.

【0018】初期の分極量をP0、減衰後の分極量を
1、下部電極の総電荷量をQ、メモリセルの容量をCs
とすると、分極減衰現象が生じた後の下部電極の電位変
動ΔVは以下の式(1)のとおりとなる。式(1)を変
形して、式(2)のΔVを得ることができる。
The initial amount of polarization is P 0 , the amount of polarization after attenuation is P 1 , the total charge of the lower electrode is Q, and the capacity of the memory cell is C s.
Then, the potential variation ΔV of the lower electrode after the polarization attenuation phenomenon occurs is given by the following equation (1). Equation (1) can be modified to obtain ΔV in equation (2).

【0019】Q=P0=P1+ΔV・Cs (1) ΔV=(P0−P1)/Cs (2)Q = P 0 = P 1 + ΔVC s (1) ΔV = (P 0 -P 1 ) / C s (2)

【0020】データ「1」が書き込まれた場合、ΔVは
正の値となり、データ保持中に下部電極の電位は上昇す
る。一方、データ「0」が書き込まれた場合、ΔVは負
の値となり、データ保持中に下部電極の電位は下降す
る。データ「1」が書き込まれた場合の下部電極の変動
を図63の(C)の模式図を示す。分極減衰現象によっ
て、先ず、下部電極の電位は上昇する。約1秒経過後、
緩和による減分極が飽和すると、今度は強誘電体層やジ
ャンクションのリークにより、下部電極の電位はゆっく
り下降し始める。そして、グランドレベルに達したとこ
ろで安定する。
When the data "1" is written, ΔV becomes a positive value, and the potential of the lower electrode rises while holding the data. On the other hand, when the data “0” is written, ΔV becomes a negative value, and the potential of the lower electrode drops while holding the data. A variation of the lower electrode when data "1" is written is shown in the schematic view of FIG. 63 (C). Due to the polarization attenuation phenomenon, first, the potential of the lower electrode rises. After about 1 second,
When the depolarization due to relaxation saturates, the potential of the lower electrode begins to drop slowly due to leakage of the ferroelectric layer and junction. And, when it reaches the ground level, it stabilizes.

【0021】このような下部電極の電位の変動は、1つ
のメモリセル(キャパシタ部)と1つの選択用トランジ
スタとから構成された不揮発性メモリにおいては、書き
込まれたデータを劣化させる方向にはないため、問題と
ならない。しかしながら、特開平9−121032号公
報に開示された不揮発性メモリにあっては、大きな問題
となる。
Such a change in the potential of the lower electrode does not tend to deteriorate the written data in the non-volatile memory composed of one memory cell (capacitor section) and one selecting transistor. Therefore, it does not matter. However, the non-volatile memory disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-121032 poses a serious problem.

【0022】即ち、例えば、1つの共通ノードが16個
のメモリセルによって共有され、その内の15個のメモ
リセルにデータ「1」が書き込まれ、残りの1個のメモ
リセルにデータ「0」が書き込まれていたと仮定した場
合、共通ノードはデータ「1」が書き込まれた15個の
メモリセルから多大の影響を受ける結果、共通ノードの
電位が上昇する。その結果、データ「0」が書き込まれ
たメモリセルには、データ保持が悪化する方向に電界が
加わる。しかも、この電界は、強誘電体層やジャンクシ
ョンのリークで減衰するまで保持される。従って、デー
タ保持が悪化する方向の電界が、数秒レベルの長時間に
亙ってデータ「0」が書き込まれたメモリセルに加わ
り、最悪の場合、データ「0」が書き込まれたメモリセ
ルにおいてはデータ破壊が生じる。
That is, for example, one common node is shared by 16 memory cells, data "1" is written in 15 of those memory cells, and data "0" is written in the remaining one memory cell. Is written, the common node is greatly affected by the 15 memory cells in which the data “1” is written, and as a result, the potential of the common node rises. As a result, an electric field is applied to the memory cell in which the data “0” is written in the direction in which the data retention deteriorates. Moreover, this electric field is held until it is attenuated by leakage of the ferroelectric layer and the junction. Therefore, the electric field in the direction in which the data retention deteriorates is added to the memory cell in which the data “0” is written for a long time of several seconds level, and in the worst case, in the memory cell in which the data “0” is written. Data corruption occurs.

【0023】従って、本発明の目的は、緩和(リラクゼ
ーション)と呼ばれる分極減衰現象が強誘電体層に生じ
た場合であっても、メモリセルに記憶されたデータが破
壊されない強誘電体型不揮発性半導体メモリを提供する
ことにある。
Therefore, an object of the present invention is to prevent a data stored in a memory cell from being destroyed even if a polarization attenuation phenomenon called relaxation occurs in the ferroelectric layer. To provide memory.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の態様に係る強誘電体型不揮発性半導
体メモリは、(A)ビット線と、(B)選択用トランジ
スタと、(C)M個(但し、M≧2)のメモリセルから
構成されたメモリユニットと、(D)M本のプレート
線、から成り、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体
層と第2の電極とから成り、メモリユニットにおいて、
メモリセルの第1の電極は共通であり、該共通の第1の
電極は、選択用トランジスタを介してビット線に接続さ
れ、メモリユニットにおいて、第m番目(但し、m=
1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、第m
番目のプレート線に接続されている強誘電体型不揮発性
半導体メモリであって、共通の第1の電極を接地するた
め、若しくは、M本のプレート線と共通の第1の電極と
を短絡するための回路を更に備えていることを特徴とす
る。
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a first aspect of the present invention for achieving the above object comprises: (A) a bit line; (B) a selection transistor; (C) A memory unit composed of M (where M ≧ 2) memory cells, and (D) M plate lines, each memory cell including a first electrode and a ferroelectric layer. And a second electrode, in the memory unit,
The first electrode of the memory cell is common, and the common first electrode is connected to the bit line through the selection transistor, and is the m-th (where m =
The second electrodes of the memory cells 1, 2, ...
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the th plate line, for grounding a common first electrode, or for short-circuiting M plate lines and a common first electrode Is further provided.

【0025】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)ビット線と、(B)選択用トランジスタと、
(C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個(但し、N≧2)のメモリユニット
と、(D)M×N本のプレート線、から成り、N個のメ
モリユニットは、絶縁層を介して積層されており、各メ
モリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極とか
ら成り、各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1
の電極は共通であり、該共通の第1の電極は、選択用ト
ランジスタを介してビット線に接続され、第n層目(但
し、n=1,2・・・,N)のメモリユニットにおい
て、第m番目(但し、m=1,2・・・,M)のメモリ
セルの第2の電極は、第[(n−1)M+m]番目のプ
レート線に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メ
モリであって、共通の第1の電極を接地するため、若し
くは、M×N本のプレート線と共通の第1の電極とを短
絡するための回路を更に備えていることを特徴とする。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) bit line, (B) selection transistor,
(C) Each includes N (however, N ≧ 2) memory units each composed of M (however, M ≧ 2) memory cells, and (D) M × N plate lines, The N memory units are stacked with an insulating layer in between, and each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. In each memory unit, the first memory cell
Electrode is common, and the common first electrode is connected to the bit line through the selection transistor, and in the n-th layer (where n = 1, 2, ..., N) memory unit. , The second electrode of the m-th (where m = 1, 2, ..., M) memory cell is connected to the [(n−1) M + m] -th plate line, and is a ferroelectric nonvolatile memory. Semiconductor memory, further comprising a circuit for grounding the common first electrode or for short-circuiting the M × N plate lines and the common first electrode. To do.

【0026】上記の目的を達成するための本発明の第3
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)ビット線と、(B)N個(但し、N≧2)の選択
用トランジスタと、(C)それぞれがM個(但し、M≧
2)のメモリセルから構成された、N個のメモリユニッ
トと、(D)M本のプレート線、から成り、各メモリセ
ルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極とから成
り、各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電
極は共通であり、第n番目(但し、n=1,2・・・,
N)のメモリユニットにおける共通の第1の電極は、第
n番目の選択用トランジスタを介してビット線に接続さ
れ、第n番目のメモリユニットにおいて、第m番目(但
し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極
は、メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレー
ト線に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリ
であって、共通の第1の電極を接地するため、若しく
は、M本のプレート線と共通の第1の電極とを短絡する
回路を更に備えていることを特徴とする。
A third aspect of the present invention for achieving the above object.
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) bit lines, (B) N (where N ≧ 2) selection transistors, and (C) each for M (where M ≧)
2) N memory units composed of memory cells and (D) M plate lines, each memory cell comprising a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode. In each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the n-th (where n = 1, 2, ...,
The common first electrode in the memory unit N) is connected to the bit line via the nth selection transistor, and the mth memory unit (where m = 1, 2, ...) In the nth memory unit. .., M) is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory in which the second electrode of the memory cell is connected to the m-th plate line common between the memory units, and the common first It is characterized by further comprising a circuit for grounding the electrode or for short-circuiting the M plate lines and the common first electrode.

【0027】上記の目的を達成するための本発明の第4
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)N本(但し、N≧2)のビット線と、(B)N個
の選択用トランジスタと、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2)のメモリセルから構成された、N個のメモ
リユニットと、(D)M本のプレート線、から成り、各
メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極と
から成り、各メモリユニットにおいて、メモリセルの第
1の電極は共通であり、第n番目(但し、n=1,2・
・・,N)のメモリユニットにおける共通の第1の電極
は、第n番目の選択用トランジスタを介して第n番目の
ビット線に接続され、第n番目のメモリユニットにおい
て、第m番目(但し、m=1,2・・・,M)のメモリ
セルの第2の電極は、メモリユニット間で共通とされた
第m番目のプレート線に接続されている強誘電体型不揮
発性半導体メモリであって、共通の第1の電極を接地す
るため、若しくは、M本のプレート線と共通の第1の電
極とを短絡する回路を更に備えていることを特徴とす
る。
Fourth aspect of the present invention for achieving the above object
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) N (where N ≧ 2) bit lines, (B) N selection transistors, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells, Each of the memory cells includes N memory units and (D) M plate lines. Each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. The first electrode is common, and is the n-th (where n = 1, 2 ,.
.., N), the common first electrode is connected to the nth bit line via the nth selection transistor, and in the nth memory unit, the mth (however, , M = 1, 2, ..., M) is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory in which the second electrode of the memory cell is connected to the m-th plate line common to the memory units. In addition, a circuit for grounding the common first electrode or for short-circuiting the M plate lines and the common first electrode is further provided.

【0028】本発明の第1の態様〜第4の態様に係る強
誘電体型不揮発性半導体メモリ(以下、これらを総称し
て、単に、本発明の強誘電体型不揮発性半導体メモリと
呼ぶ場合がある)においては、前記回路をスイッチング
用トランジスタから構成することができる。尚、このよ
うな構成を、便宜上、本発明の第1Aの態様に係る強誘
電体型不揮発性半導体メモリ、本発明の第2Aの態様に
係る強誘電体型不揮発性半導体メモリ、本発明の第3A
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリ、本発明
の第4Aの態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリ
と呼ぶ。ここで、前記回路をスイッチング用トランジス
タから構成する場合、スイッチング用トランジスタの作
動によって、共通の第1の電極は接地され、あるいは
又、プレート線と共通の第1の電極とは短絡される。
The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first to fourth aspects of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention. In the above), the circuit can be composed of a switching transistor. It should be noted that, for the sake of convenience, such a configuration has a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first aspect of the present invention, a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second aspect of the present invention, and a third aspect of the present invention.
The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the above aspect and the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth aspect of the present invention. Here, when the circuit is composed of a switching transistor, the common first electrode is grounded or the plate line and the common first electrode are short-circuited by the operation of the switching transistor.

【0029】あるいは又、本発明の強誘電体型不揮発性
半導体メモリにおいては、前記回路を高抵抗素子から構
成することができる。尚、このような構成を、便宜上、
本発明の第1Bの態様に係る強誘電体型不揮発性半導体
メモリ、本発明の第2Bの態様に係る強誘電体型不揮発
性半導体メモリ、本発明の第3Bの態様に係る強誘電体
型不揮発性半導体メモリ、本発明の第4Bの態様に係る
強誘電体型不揮発性半導体メモリと呼ぶ。ここで、前記
回路を高抵抗素子から構成する場合、共通の第1の電極
は接地され、あるいは又、高抵抗素子を介してプレート
線と共通の第1の電極とは短絡される。
Alternatively, in the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, the circuit can be composed of a high resistance element. Incidentally, for convenience, such a configuration
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the 1B-th aspect of the present invention, a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the 2B-th aspect of the present invention, and a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the 3B-th aspect of the present invention. , Referred to as a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth aspect of the present invention. Here, when the circuit is composed of a high resistance element, the common first electrode is grounded, or alternatively, the plate line and the common first electrode are short-circuited via the high resistance element.

【0030】一般に、強誘電体型不揮発性半導体メモリ
の作動時間は、数十ナノ秒のオーダーである。従って、
本発明の第1Bの態様、第2Bの態様、第3Bの態様、
第4Bの態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリに
おいて、強誘電体型不揮発性半導体メモリの作動時、共
通の第1の電極(共通ノードと呼ぶ場合がある)を伝わ
る信号が劣化しないためには、高抵抗素子を介した電荷
の引き抜きの時定数(第1の時定数と呼ぶ)は、強誘電
体型不揮発性半導体メモリの作動時間よりも十分に大き
いことが要求される。一方、強誘電体型不揮発性半導体
メモリの不作動時(待機時)には、速やかに共通ノード
の電位を安定にするために、電荷の引き抜きの時定数
(第2の時定数と呼ぶ)は小さいことが要求される。こ
れらの要求を考慮すると、第1の時定数を100ナノ秒
以上、第2の時定数を100ミリ秒以下とすることが望
ましい。共通ノードの寄生容量は数十fF〜数百fFの
オーダーである。従って、高抵抗素子の抵抗値は1×1
6Ω(1MΩ)乃至1×1012Ω(1TΩ)であるこ
とが好ましい。高抵抗素子は、例えば、ノンドープのポ
リシリコンから構成することができる。
Generally, the operation time of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is on the order of several tens of nanoseconds. Therefore,
1B aspect of the present invention, 2B aspect, 3B aspect,
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth aspect, in order that the signal transmitted through the common first electrode (may be referred to as a common node) does not deteriorate when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory operates. The time constant for extracting charges through the high resistance element (referred to as a first time constant) is required to be sufficiently longer than the operating time of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory. On the other hand, when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is inoperative (standby), the time constant of charge extraction (called the second time constant) is small in order to quickly stabilize the potential of the common node. Is required. Considering these requirements, it is desirable that the first time constant be 100 nanoseconds or more and the second time constant be 100 milliseconds or less. The parasitic capacitance of the common node is on the order of tens of fF to hundreds of fF. Therefore, the resistance value of the high resistance element is 1 × 1.
It is preferably from 0 6 Ω (1 MΩ) to 1 × 10 12 Ω (1 TΩ). The high resistance element can be made of, for example, non-doped polysilicon.

【0031】本発明の第1の態様に係る強誘電体型不揮
発性半導体メモリにおいては、複数の強誘電体型不揮発
性半導体メモリのメモリユニットを絶縁層を介して積層
してもよい。また、本発明の第3の態様あるいは第4の
態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリにおいて
は、N個のメモリユニットは、同じ絶縁層上に形成され
ていてもよいし、絶縁層を介して積層されていてもよ
い。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first aspect of the present invention, a plurality of memory units of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory may be laminated with an insulating layer interposed therebetween. In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third or fourth aspect of the present invention, the N memory units may be formed on the same insulating layer, or via the insulating layer. It may be laminated.

【0032】本発明の強誘電体型不揮発性半導体メモリ
においては、M≧2を満足すればよく、実際的なMの値
として、例えば、2のべき数(2,4,8・・・)を挙
げることができる。また、本発明の第2の態様〜第4の
態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリにおいて
は、N≧2を満足すればよく、実際的なNの値として、
例えば、2のべき数(2,4,8・・・)を挙げること
ができる。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, it is sufficient that M ≧ 2 is satisfied, and as a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4, 8 ...) Is used. Can be mentioned. In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second to fourth aspects of the present invention, it is sufficient that N ≧ 2 is satisfied, and as a practical value of N,
For example, a power of 2 (2, 4, 8 ...) Can be mentioned.

【0033】本発明の第2の態様に係る強誘電体型不揮
発性半導体メモリにおいては、あるいは又、メモリユニ
ットが絶縁層を介して積層された形態を有する本発明の
第3の態様若しくは第4の態様に係る強誘電体型不揮発
性半導体メモリにおいては、メモリユニットを三次元積
層構造とすることにより、半導体基板表面を占有するト
ランジスタの数に制約されることが無くなり、従来の強
誘電体型不揮発性半導体メモリに比べて飛躍的に記憶容
量を増大させることができ、ビット記憶単位の実効占有
面積を大幅に縮小することが可能となる。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second aspect of the present invention, or alternatively, the memory units are stacked with an insulating layer interposed therebetween. In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect, since the memory unit has the three-dimensional laminated structure, the number of transistors occupying the surface of the semiconductor substrate is not restricted, and the conventional ferroelectric non-volatile semiconductor is eliminated. The storage capacity can be dramatically increased as compared with the memory, and the effective occupied area of the bit storage unit can be significantly reduced.

【0034】本発明の第2の態様〜第4の態様に係る強
誘電体型不揮発性半導体メモリにおいては、更には、ロ
ー方向のアドレス選択は選択用トランジスタとプレート
線とによって構成された二次元マトリクスにて行う。例
えば、8個の選択用トランジスタとプレート線8本とで
ローアドレスの選択単位を構成すれば、16個のデコー
ダ/ドライバ回路で、例えば、64ビットあるいは32
ビットのメモリセルを選択することができる。従って、
強誘電体型不揮発性半導体メモリの集積度が従来と同等
でも、記憶容量を4倍あるいは2倍とすることができ
る。また、アドレス選択における周辺回路や駆動配線数
を削減することができる。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second to fourth aspects of the present invention, further, the address selection in the row direction is performed by a two-dimensional matrix composed of selection transistors and plate lines. Will be done at. For example, if a row address selection unit is made up of eight selection transistors and eight plate lines, then 16 decoder / driver circuits will provide, for example, 64 bits or 32 bits.
Bit memory cells can be selected. Therefore,
Even if the degree of integration of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is equal to that of the conventional one, the storage capacity can be quadrupled or doubled. In addition, the number of peripheral circuits and drive wiring in address selection can be reduced.

【0035】本発明の強誘電体型不揮発性半導体メモリ
においては、実用的には、かかる強誘電体型不揮発性半
導体メモリを一対とし(便宜上、不揮発性メモリ−A、
不揮発性メモリ−Bと呼ぶ)、一対の強誘電体型不揮発
性半導体メモリを構成するビット線は、同一のセンスア
ンプに接続されている構成とすることができる。そし
て、この場合、不揮発性メモリ−Aを構成する選択用ト
ランジスタと、不揮発性メモリ−Bを構成する選択用ト
ランジスタとは、同一のワード線に接続されていてもよ
いし、異なるワード線に接続されていてもよい。不揮発
性メモリ−A及び不揮発性メモリ−Bの構成及び駆動方
法に依り、不揮発性メモリ−Aと不揮発性メモリ−Bと
を構成するそれぞれのメモリセルに1ビットを記憶させ
ることもできるし、不揮発性メモリ−Aを構成するメモ
リセルの1つと、このメモリセルと同じプレート線に接
続された不揮発性メモリ−Bを構成するメモリセルの1
つとを対として、これらの対となったメモリセルに相補
的なデータを記憶させることもできる。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, practically, the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is paired (for convenience, the non-volatile memory-A,
The bit lines constituting the pair of ferroelectric non-volatile semiconductor memories may be connected to the same sense amplifier. In this case, the selection transistor forming the nonvolatile memory-A and the selection transistor forming the nonvolatile memory-B may be connected to the same word line or different word lines. It may have been done. Depending on the configurations and driving methods of the non-volatile memory-A and the non-volatile memory-B, it is possible to store 1 bit in each memory cell that constitutes the non-volatile memory-A and the non-volatile memory-B. One of the memory cells constituting the non-volatile memory-A and one of the memory cells constituting the non-volatile memory-B connected to the same plate line as this memory cell.
It is also possible to store two pairs of memory cells and store complementary data in these paired memory cells.

【0036】本発明の強誘電体型不揮発性半導体メモリ
にあっては、選択用トランジスタのワード線、プレート
線が共有された複数の強誘電体型不揮発性半導体メモリ
(メモリブロック)に対して、一括して、データの書き
込み、あるいは、データの読み出し及び再書き込みを行
う。即ち、メモリブロック内の全ての強誘電体型不揮発
性半導体メモリが一括して、順次、作動状態となり、あ
るいは又、一括して不作動(待機)状態となる。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, a plurality of ferroelectric non-volatile semiconductor memories (memory blocks) sharing the word line and plate line of the selection transistor are collectively packaged. Data is written, or data is read and rewritten. That is, all the ferroelectric non-volatile semiconductor memories in the memory block are collectively and sequentially activated, or are collectively inactivated (standby).

【0037】本発明の第2の態様、あるいは又、メモリ
ユニットが絶縁層を介して積層された形態を有する本発
明の第3の態様若しくは第4の態様に係る強誘電体型不
揮発性半導体メモリにおいては、上方に位置するメモリ
ユニットのメモリセルを構成する強誘電体層の結晶化温
度が、下方に位置するメモリユニットのメモリセルを構
成する強誘電体層の結晶化温度よりも低いことが好まし
い。ここで、メモリセルを構成する強誘電体層の結晶化
温度は、例えば、X線回折装置や表面走査型電子顕微鏡
を用いて調べることができる。具体的には、例えば、強
誘電体材料層を形成した後、強誘電体材料層の結晶化を
行うための熱処理温度を種々変えて結晶化促進のための
熱処理を行い、熱処理後の強誘電体材料層のX線回折分
析を行い、強誘電体材料に特有の回折パターン強度(回
折ピークの高さ)を評価することによって、強誘電体層
の結晶化温度を求めることができる。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third aspect or the fourth aspect of the present invention, which has the second aspect of the present invention or the mode in which the memory units are laminated with an insulating layer interposed therebetween. Is preferably such that the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory cell of the memory unit located above is lower than the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory cell of the memory unit located below. . Here, the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory cell can be examined by using, for example, an X-ray diffractometer or a surface scanning electron microscope. Specifically, for example, after the ferroelectric material layer is formed, the heat treatment temperature for performing crystallization of the ferroelectric material layer is variously changed to perform heat treatment for promoting crystallization, and The crystallization temperature of the ferroelectric layer can be obtained by performing X-ray diffraction analysis of the body material layer and evaluating the diffraction pattern intensity (diffraction peak height) peculiar to the ferroelectric material.

【0038】ところで、メモリユニットが積層された構
成を有する強誘電体型不揮発性半導体メモリを製造する
場合、強誘電体層、あるいは、強誘電体層を構成する強
誘電体薄膜の結晶化のために、熱処理(結晶化熱処理と
呼ぶ)を積層されたメモリユニットの段数だけ行わなけ
ればならない。従って、下段に位置するメモリユニット
ほど長時間の結晶化熱処理を受け、上段に位置するほど
メモリユニットは短時間の結晶化熱処理を受けることに
なる。それ故、上段に位置するメモリユニットに対して
最適な結晶化熱処理を施すと、下段に位置するメモリユ
ニットは過度の熱負荷を受ける虞があり、下段に位置す
るメモリユニットの特性劣化が生じる虞がある。尚、多
段のメモリユニットを作製した後、一度で結晶化熱処理
を行う方法も考えられるが、結晶化の際に強誘電体層に
大きな体積変化が生じたり、各強誘電体層から脱ガスが
生じる可能性が高く、強誘電体層にクラックや剥がれが
生じるといった問題が発生し易い。上方に位置するメモ
リユニットを構成する強誘電体層の結晶化温度を、下方
に位置するメモリユニットを構成する強誘電体層の結晶
化温度よりも低くすれば、積層されたメモリユニットの
段数だけ結晶化熱処理を行っても、下方に位置するメモ
リユニットを構成するメモリセルの特性劣化といった問
題は生じない。また、各段におけるメモリユニットを構
成するメモリセルに対して、最適な条件での結晶化熱処
理を行うことができ、特性の優れた強誘電体型不揮発性
半導体メモリを得ることができる。以下の表1に、強誘
電体層を構成する代表的な材料の結晶化温度を示すが、
強誘電体層を構成する材料をかかる材料に限定するもの
ではない。
By the way, in the case of manufacturing a ferroelectric type nonvolatile semiconductor memory having a structure in which memory units are laminated, in order to crystallize the ferroelectric layer or the ferroelectric thin film constituting the ferroelectric layer. , Heat treatment (referred to as crystallization heat treatment) must be performed by the number of stacked memory units. Therefore, the lower memory unit is subjected to the crystallization heat treatment for a longer time, and the upper memory unit is subjected to the crystallization heat treatment for a shorter time. Therefore, when the optimum crystallization heat treatment is performed on the memory unit located on the upper stage, the memory unit located on the lower stage may be subjected to an excessive heat load, and the characteristics of the memory unit located on the lower stage may deteriorate. There is. Although it is possible to perform a crystallization heat treatment at once after manufacturing a multi-stage memory unit, a large volume change occurs in the ferroelectric layer during crystallization, and degassing from each ferroelectric layer occurs. It is likely to occur, and problems such as cracks and peeling of the ferroelectric layer are likely to occur. If the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory unit located above is set lower than the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory unit located below, only the number of stacked memory units will be increased. Even if the crystallization heat treatment is performed, there is no problem such as characteristic deterioration of the memory cells forming the memory unit located below. Further, the crystallization heat treatment under the optimum conditions can be performed on the memory cells forming the memory unit in each stage, and the ferroelectric non-volatile semiconductor memory having excellent characteristics can be obtained. Table 1 below shows crystallization temperatures of typical materials constituting the ferroelectric layer.
The material forming the ferroelectric layer is not limited to such a material.

【0039】 [表1] 材料名 結晶化温度 Bi2SrTa29 700〜800゜C Bi2Sr(Ta1.5,Nb0.5)O9 650〜750゜C Bi4Ti312 600〜700゜C Pb(Zr0.48,Ti0.52)O3 550〜650゜C PbTiO3 500〜600゜C[Table 1] Material name Crystallization temperature Bi 2 SrTa 2 O 9 700 to 800 ° C Bi 2 Sr (Ta 1.5 , Nb 0.5 ) O 9 650 to 750 ° C Bi 4 Ti 3 O 12 600 to 700 ° C Pb (Zr 0.48, Ti 0.52 ) O 3 550~650 ° C PbTiO 3 500 to 600 ° C

【0040】本発明の強誘電体型不揮発性半導体メモリ
における強誘電体層を構成する材料として、ビスマス層
状化合物、より具体的には、Bi系層状構造ペロブスカ
イト型の強誘電体材料を挙げることができる。Bi系層
状構造ペロブスカイト型の強誘電体材料は、所謂不定比
化合物に属し、金属元素、アニオン(O等)元素の両サ
イトにおける組成ずれに対する寛容性がある。また、化
学量論的組成からやや外れたところで最適な電気的特性
を示すことも珍しくない。Bi系層状構造ペロブスカイ
ト型の強誘電体材料は、例えば、一般式(Bi222+
(Am-1m3m +12-で表すことができる。ここで、
「A」は、Bi、Pb、Ba、Sr、Ca、Na、K、
Cd等の金属から構成された群から選択された1種類の
金属を表し、「B」は、Ti、Nb、Ta、W、Mo、
Fe、Co、Crから成る群から選択された1種類、若
しくは複数種の任意の比率による組み合わせを表す。ま
た、mは1以上の整数である。
As a material forming the ferroelectric layer in the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, a bismuth layered compound, more specifically, a Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material can be mentioned. . The Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material belongs to a so-called non-stoichiometric compound, and is tolerant of composition shifts at both sites of a metal element and an anion (O etc.) element. In addition, it is not uncommon to show optimum electrical characteristics when the composition deviates slightly from the stoichiometric composition. The Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material is, for example, a compound represented by the general formula (Bi 2 O 2 ) 2+
It can be represented by (A m−1 B m O 3m +1 ) 2− . here,
“A” means Bi, Pb, Ba, Sr, Ca, Na, K,
Represents one kind of metal selected from the group consisting of metals such as Cd, and “B” represents Ti, Nb, Ta, W, Mo,
It represents one kind selected from the group consisting of Fe, Co and Cr, or a combination of a plurality of kinds at an arbitrary ratio. Further, m is an integer of 1 or more.

【0041】あるいは又、強誘電体層を構成する材料
は、 (BiX,Sr1-X2(SrY,Bi1-Y)(TaZ,Nb1-Z2d 式(1) (但し、0.9≦X≦1.0、0.7≦Y≦1.0、0
≦Z≦1.0、8.7≦d≦9.3)で表される結晶相
を主たる結晶相として含んでいることが好ましい。ある
いは又、強誘電体層を構成する材料は、 BiXSrYTa2d 式(2) (但し、X+Y=3、0.7≦Y≦1.3、8.7≦d
≦9.3)で表される結晶相を主たる結晶相として含ん
でいることが好ましい。これらの場合、式(1)若しく
は式(2)で表される結晶相を主たる結晶相として85
%以上含んでいることが一層好ましい。尚、式(1)
中、(BiX,Sr1-X)の意味は、結晶構造における本
来Biが占めるサイトをSrが占め、このときのBiと
Srの割合がX:(1−X)であることを意味する。ま
た、(SrY,Bi1-Y)の意味は、結晶構造における本
来Srが占めるサイトをBiが占め、このときのSrと
Biの割合がY:(1−Y)であることを意味する。式
(1)若しくは式(2)で表される結晶相を主たる結晶
相として含む強誘電体層を構成する材料には、Biの酸
化物、TaやNbの酸化物、Bi、TaやNbの複合酸
化物が若干含まれている場合もあり得る。
Alternatively, the material constituting the ferroelectric layer is (Bi X , Sr 1-X ) 2 (Sr Y , Bi 1-Y ) (Ta Z , Nb 1-Z ) 2 O d formula (1 (However, 0.9 ≦ X ≦ 1.0, 0.7 ≦ Y ≦ 1.0, 0
≦ Z ≦ 1.0, 8.7 ≦ d ≦ 9.3) is preferably contained as the main crystal phase. Alternatively, the material forming the ferroelectric layer is Bi X Sr Y Ta 2 O d formula (2) (where X + Y = 3, 0.7 ≦ Y ≦ 1.3, 8.7 ≦ d
It is preferable that the crystal phase represented by ≦ 9.3) is contained as a main crystal phase. In these cases, the crystal phase represented by the formula (1) or (2) is used as the main crystal phase.
% Or more is more preferable. The formula (1)
In the meaning, (Bi X , Sr 1-X ) means that Sr occupies the site originally occupied by Bi in the crystal structure, and the ratio of Bi and Sr at this time is X: (1-X). . Further, the meaning of (Sr Y , Bi 1 -Y ) means that Bi occupies the site originally occupied by Sr in the crystal structure, and the ratio of Sr and Bi at this time is Y: (1-Y). . Examples of the material forming the ferroelectric layer containing the crystal phase represented by the formula (1) or (2) as a main crystal phase include Bi oxide, Ta or Nb oxide, and Bi, Ta or Nb oxide. In some cases, a small amount of complex oxide may be contained.

【0042】あるいは又、強誘電体層を構成する材料
は、 BiX(Sr,Ca,Ba)Y(TaZ,Nb1-Z2d 式(3) (但し、1.7≦X≦2.5、0.6≦Y≦1.2、0
≦Z≦1.0、8.0≦d≦10.0)で表される結晶
相を含んでいてもよい。尚、「(Sr,Ca,Ba)」
は、Sr、Ca及びBaから構成された群から選択され
た1種類の元素を意味する。これらの各式で表される強
誘電体層を構成する材料の組成を化学量論的組成で表せ
ば、例えば、Bi2SrTa29、Bi2SrNb29
Bi2BaTa29、Bi2Sr(Ta,Nb)29等を
挙げることができる。あるいは又、強誘電体層を構成す
る材料として、Bi4SrTi415、Bi3TiNb
9、Bi3TiTaO9、Bi4Ti312、Bi2PbT
29等を例示することができるが、これらの場合にお
いても、各金属元素の比率は、結晶構造が変化しない程
度に変化させ得る。即ち、金属元素及び酸素元素の両サ
イトにおける組成ずれがあってもよい。
Alternatively, the material forming the ferroelectric layer is as follows: Bi X (Sr, Ca, Ba) Y (Ta Z , Nb 1 -Z ) 2 O d Formula (3) ≤2.5, 0.6≤Y≤1.2,0
≦ Z ≦ 1.0, 8.0 ≦ d ≦ 10.0) may be included. In addition, "(Sr, Ca, Ba)"
Means one kind of element selected from the group consisting of Sr, Ca and Ba. When the composition of the material forming the ferroelectric layer represented by each of these formulas is represented by a stoichiometric composition, for example, Bi 2 SrTa 2 O 9 , Bi 2 SrNb 2 O 9 ,
Bi 2 BaTa 2 O 9, Bi 2 Sr (Ta, Nb) can be exemplified 2 O 9, or the like. Alternatively, as a material for forming the ferroelectric layer, Bi 4 SrTi 4 O 15 , Bi 3 TiNb is used.
O 9 , Bi 3 TiTaO 9 , Bi 4 Ti 3 O 12 , Bi 2 PbT
can be exemplified a 2 O 9, etc., even in these cases, the ratio of the respective metal elements may change to the extent that the crystal structure does not change. That is, there may be a compositional shift at both the metal element and oxygen element sites.

【0043】あるいは又、強誘電体層を構成する材料と
して、PbTiO3、ペロブスカイト型構造を有するP
bZrO3とPbTiO3の固溶体であるチタン酸ジルコ
ン酸鉛[PZT,Pb(Zr1-y,Tiy)O3(但し、
0<y<1)]、PZTにLaを添加した金属酸化物で
あるPLZT、あるいはPZTにNbを添加した金属酸
化物であるPNZTといったPZT系化合物を挙げるこ
とができる。
Alternatively, as a material forming the ferroelectric layer, PbTiO 3 or P having a perovskite structure is used.
Lead zirconate titanate [PZT, Pb (Zr 1 -y , Ti y ) O 3 (provided that bZrO 3 and PbTiO 3 are solid solutions.
0 <y <1)], PLZT which is a metal oxide obtained by adding La to PZT, or PZT compound such as PNZT which is a metal oxide obtained by adding Nb to PZT.

【0044】以上に説明した強誘電体層を構成する材料
において、これらの組成を化学量論的組成から外すこと
によって、結晶化温度を変化させることが可能である。
In the materials constituting the ferroelectric layer described above, the crystallization temperature can be changed by removing these compositions from the stoichiometric composition.

【0045】強誘電体層を得るためには、強誘電体薄膜
を形成した後の工程において、強誘電体薄膜をパターニ
ングすればよい。場合によっては、強誘電体薄膜のパタ
ーニングは不要である。強誘電体薄膜の形成は、例え
ば、MOCVD法、ビスマス−酸素結合を有するビスマ
ス有機金属化合物(ビスマスアルコキシド化合物)を原
料としたMOD(Metal Organic Decomposition)法、
LSMCD(Liquid Source Mist Chemical Depositio
n)法、パルスレーザアブレーション法、スパッタ法、
ゾル−ゲル法といった強誘電体薄膜を構成する材料に適
宜適した方法にて行うことができる。また、強誘電体薄
膜のパターニングは、例えば異方性イオンエッチング
(RIE)法にて行うことができる。
In order to obtain the ferroelectric layer, the ferroelectric thin film may be patterned in a step after the ferroelectric thin film is formed. In some cases, patterning of the ferroelectric thin film is unnecessary. The ferroelectric thin film is formed by, for example, MOCVD method, MOD (Metal Organic Decomposition) method using a bismuth organic metal compound (bismuth alkoxide compound) having a bismuth-oxygen bond as a raw material,
LSMCD (Liquid Source Mist Chemical Depositio)
n) method, pulse laser ablation method, sputtering method,
It can be performed by a method such as a sol-gel method, which is appropriately suitable for the material forming the ferroelectric thin film. The ferroelectric thin film can be patterned by, for example, anisotropic ion etching (RIE) method.

【0046】本発明の強誘電体型不揮発性半導体メモリ
においては、強誘電体層の下に第1の電極を形成し、強
誘電体層の上に第2の電極を形成する構成(即ち、第1
の電極は下部電極に相当し、第2の電極は上部電極に相
当する)とすることもできるし、強誘電体層の上に第1
の電極を形成し、強誘電体層の下に第2の電極を形成す
る構成(即ち、第1の電極は上部電極に相当し、第2の
電極は下部電極に相当する)とすることもできる。プレ
ート線は、第2の電極から延在している構成とすること
が、配線構造の簡素化といった観点から好ましい。第1
の電極が共通である構造として、具体的には、ストライ
プ状の第1の電極を形成し、かかるストライプ状の第1
の電極の全面を覆うように強誘電体層を形成する構成を
挙げることができる。尚、このような構造においては、
第1の電極と強誘電体層と第2の電極の重複領域がメモ
リセルに相当する。第1の電極が共通である構造とし
て、その他、第1の電極の所定の領域に、それぞれの強
誘電体層が形成され、強誘電体層上に第2の電極が形成
された構造、あるいは又、配線層の所定の表面領域に、
それぞれの第1の電極が形成され、かかるそれぞれの第
1の電極上に強誘電体層が形成され、強誘電体層上に第
2の電極が形成された構造を挙げることができるが、こ
れらの構成に限定するものではない。
In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, the first electrode is formed under the ferroelectric layer and the second electrode is formed over the ferroelectric layer (that is, the first electrode is formed). 1
Corresponding to the lower electrode, the second electrode corresponds to the upper electrode), and the first electrode on the ferroelectric layer.
The second electrode may be formed under the ferroelectric layer (that is, the first electrode corresponds to the upper electrode and the second electrode corresponds to the lower electrode). it can. The plate line preferably extends from the second electrode from the viewpoint of simplifying the wiring structure. First
Specifically, as a structure in which the electrodes of 1 are formed in common, a stripe-shaped first electrode is formed, and the stripe-shaped first electrode is formed.
There may be mentioned a structure in which the ferroelectric layer is formed so as to cover the entire surface of the electrode. Incidentally, in such a structure,
The overlapping region of the first electrode, the ferroelectric layer and the second electrode corresponds to the memory cell. As a structure in which the first electrode is common, a structure in which each ferroelectric layer is formed in a predetermined region of the first electrode, and a second electrode is formed on the ferroelectric layer, or Also, in a predetermined surface area of the wiring layer,
There may be mentioned a structure in which each first electrode is formed, a ferroelectric layer is formed on each of the first electrodes, and a second electrode is formed on the ferroelectric layer. However, the configuration is not limited to.

【0047】更には、本発明の強誘電体型不揮発性半導
体メモリにおいて、強誘電体層の下に第1の電極を形成
し、強誘電体層の上に第2の電極を形成する構成の場
合、メモリセルを構成する第1の電極は、所謂ダマシン
構造を有しており、強誘電体層の上に第1の電極を形成
し、強誘電体層の下に第2の電極を形成する構成の場
合、メモリセルを構成する第2の電極は、所謂ダマシン
構造を有していることが、強誘電体層を平坦な下地上に
形成することができるといった観点から好ましい。
Furthermore, in the ferroelectric non-volatile semiconductor memory of the present invention, the first electrode is formed below the ferroelectric layer and the second electrode is formed above the ferroelectric layer. The first electrode forming the memory cell has a so-called damascene structure, and the first electrode is formed on the ferroelectric layer and the second electrode is formed under the ferroelectric layer. In the case of the structure, it is preferable that the second electrode forming the memory cell has a so-called damascene structure from the viewpoint that the ferroelectric layer can be formed on a flat base.

【0048】本発明において、第1の電極あるいは第2
の電極を構成する材料として、例えば、Ir、IrO
2-X、Ir/IrO2-X、SrIrO3、Ru、Ru
2-X、SrRuO3、Pt、Pt/IrO2-X、Pt/
RuO2-X、Pd、Pt/Tiの積層構造、Pt/Ta
の積層構造、Pt/Ti/Taの積層構造、La0.5
0.5CoO3(LSCO)、Pt/LSCOの積層構
造、YBa2Cu37を挙げることができる。ここで、
Xの値は、0≦X<2である。尚、積層構造において
は、「/」の後ろに記載された材料が強誘電体層と接す
る。第1の電極と第2の電極とは、同じ材料から構成さ
れていてもよいし、同種の材料から構成されていてもよ
いし、異種の材料から構成されていてもよい。第1の電
極あるいは第2の電極を形成するためには、第1の電極
を構成する導電材料層あるいは第2の電極を構成する導
電材料層を形成した後の工程において、導電材料層をパ
ターニングすればよい。導電材料層の形成は、例えばス
パッタ法、反応性スパッタ法、電子ビーム蒸着法、MO
CVD法、あるいはパルスレーザアブレーション法とい
った導電材料層を構成する材料に適宜適した方法にて行
うことができる。また、導電材料層のパターニングは、
例えばイオンミーリング法やRIE法にて行うことがで
きる。
In the present invention, the first electrode or the second electrode
Examples of the material forming the electrodes of Ir include Ir and IrO.
2-X , Ir / IrO 2-X , SrIrO 3 , Ru, Ru
O 2-X, SrRuO 3, Pt, Pt / IrO 2-X, Pt /
RuO 2-X , Pd, Pt / Ti laminated structure, Pt / Ta
Laminated structure, Pt / Ti / Ta laminated structure, La 0.5 S
Examples thereof include r 0.5 CoO 3 (LSCO), a Pt / LSCO laminated structure, and YBa 2 Cu 3 O 7 . here,
The value of X is 0 ≦ X <2. In the laminated structure, the material described after "/" is in contact with the ferroelectric layer. The first electrode and the second electrode may be made of the same material, may be made of the same kind of material, or may be made of different kinds of materials. In order to form the first electrode or the second electrode, the conductive material layer is patterned in a step after forming the conductive material layer forming the first electrode or the conductive material layer forming the second electrode. do it. The conductive material layer is formed by, for example, a sputtering method, a reactive sputtering method, an electron beam evaporation method, a MO method.
It can be performed by a method such as a CVD method or a pulse laser ablation method that is appropriately suitable for the material forming the conductive material layer. In addition, the patterning of the conductive material layer is
For example, the ion milling method or the RIE method can be used.

【0049】選択用トランジスタやスイッチング用トラ
ンジスタ、各種のトランジスタは、例えば、周知のMI
S型FETやMOS型FETから構成することができ
る。ビット線を構成する材料として、不純物がドーピン
グされたポリシリコンや高融点金属材料を挙げることが
できる。選択用トランジスタと共通の第1の電極との接
続、選択用トランジスタとビット線との接続は、接続孔
を介して行えばよく、接続孔は、例えば、タングステン
プラグや不純物をドーピングされたポリシリコンを埋め
込むことによって得ることができる。
The selection transistor, the switching transistor, and various transistors are, for example, the well-known MI.
It can be composed of an S-type FET or a MOS-type FET. Examples of the material forming the bit line include polysilicon doped with impurities and a refractory metal material. The connection between the selection transistor and the common first electrode and the connection between the selection transistor and the bit line may be performed through a connection hole. The connection hole may be, for example, a tungsten plug or polysilicon doped with impurities. Can be obtained by embedding.

【0050】本発明において、絶縁層を構成する材料と
して、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(Si
N)、SiON、SOG、NSG、BPSG、PSG、
BSGあるいはLTOを例示することができる。
In the present invention, silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride (Si) are used as materials for the insulating layer.
N), SiON, SOG, NSG, BPSG, PSG,
BSG or LTO can be exemplified.

【0051】本発明においては、共通の第1の電極を接
地するため、若しくは、プレート線と共通の第1の電極
とを短絡するための回路を備えているので、強誘電体型
不揮発性半導体メモリの不作動時(待機時)、共通の第
1の電極が浮遊状態になることがなく、その結果、共通
の第1の電極の電位変動を抑制することができる。
Since the present invention is provided with a circuit for grounding the common first electrode or for short-circuiting the plate line and the common first electrode, the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is provided. The common first electrode does not enter a floating state during the non-operation (during standby), and as a result, the potential fluctuation of the common first electrode can be suppressed.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態(以下、実施の形態と略称する)に基づき本発
明を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings on the basis of an embodiment of the invention (hereinafter, simply referred to as an embodiment).

【0053】(実施の形態1)実施の形態1は、本発明
の第1の態様(より具体的には、第1Aの態様)に係る
強誘電体型不揮発性半導体メモリ(以下、不揮発性メモ
リと略称する)に関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態1の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図1に示す。更には、実
施の形態1の不揮発性メモリの概念的な回路図を図2に
示し、図2の概念的な回路図のより具体的な回路図を図
3に示す。尚、図1においては、ビット線方向に隣接す
る2つの不揮発性メモリを図示した。そして、隣接する
不揮発性メモリの一方の構成要素の参照番号には「’」
を付した。
(Embodiment 1) Embodiment 1 is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory (hereinafter referred to as a non-volatile memory) according to the first aspect (more specifically, the first A aspect) of the present invention. Abbreviated). FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the first embodiment taken along a virtual vertical plane that is parallel to the extending direction of bit lines. Further, FIG. 2 shows a conceptual circuit diagram of the non-volatile memory of the first embodiment, and FIG. 3 shows a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. In FIG. 1, two non-volatile memories adjacent to each other in the bit line direction are shown. And, the reference number of one component of the adjacent nonvolatile memory is "'".
Attached.

【0054】実施の形態1の不揮発性メモリMは、
(A)ビット線BLと、(B)選択用トランジスタTR
と、(C)M個(但し、M≧2であり、実施の形態1に
おいては、M=4)のメモリセルMCMから構成された
メモリユニットMUと、(D)M本のプレート線P
M、から成る。
The nonvolatile memory M according to the first embodiment is
(A) Bit line BL and (B) selection transistor TR
And (C) M (where M ≧ 2, M = 4 in the first embodiment) memory units MU configured of memory cells MC M , and (D) M plate lines P.
L M, consisting of.

【0055】各メモリセルMCmは、第1の電極21と
強誘電体層22と第2の電極23とから成り、メモリユ
ニットMUにおいて、メモリセルMCmの第1の電極2
1は共通であり、この共通の第1の電極21(共通ノー
ドCNと呼ぶ場合がある)は、選択用トランジスタTR
を介してビット線BLに接続され、メモリユニットMU
において、第m番目(但し、m=1,2・・・,M)の
メモリセルMCmの第2の電極23は、第m番目のプレ
ート線PLmに接続されている。
Each memory cell MC m comprises a first electrode 21, a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23, and in the memory unit MU, the first electrode 2 of the memory cell MC m .
1 is common, and the common first electrode 21 (may be referred to as common node CN) is the selection transistor TR.
Connected to the bit line BL via the memory unit MU
In, the m-th (where, m = 1, 2 · · ·, M) a second electrode 23 of the memory cell MC m of is connected to the m-th plate line PL m.

【0056】選択用トランジスタTRの一方のソース/
ドレイン領域14Aは接続孔15を介してビット線BL
に接続され、選択用トランジスタTRの他方のソース/
ドレイン領域14Bは、絶縁層16に設けられた開口部
17内に形成された接続孔18を介して、メモリユニッ
トMUにおける共通の第1の電極21(第1の共通ノー
ドCN)に接続されている。また、ビット線BLは、セ
ンスアンプSAに接続されている。プレート線PLM
プレート線デコーダ/ドライバPDに接続されている。
更には、選択用トランジスタTRの作動を制御するワー
ド線WLは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続さ
れている。ワード線WLは、図1の紙面垂直方向に延び
ている。ワード線WLは、不揮発性メモリMを構成する
選択用トランジスタTRと、図1の紙面垂直方向に隣接
する不揮発性メモリを構成する選択用トランジスタとで
共通である。また、不揮発性メモリMを構成するメモリ
セルMCmの第2の電極23は、図1の紙面垂直方向に
隣接する不揮発性メモリを構成するメモリセルの第2の
電極と共通であり、プレート線PLmを兼ねている。
One source of the selection transistor TR /
The drain region 14A is connected to the bit line BL via the connection hole 15.
Connected to the other source of the selection transistor TR /
The drain region 14B is connected to the common first electrode 21 (first common node CN) in the memory unit MU via the connection hole 18 formed in the opening 17 provided in the insulating layer 16. There is. Further, the bit line BL is connected to the sense amplifier SA. The plate line PL M is connected to the plate line decoder / driver PD.
Further, the word line WL that controls the operation of the selection transistor TR is connected to the word line decoder / driver WD. The word line WL extends in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The word line WL is common to the selection transistor TR that configures the nonvolatile memory M and the selection transistor that configures the nonvolatile memory that is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The second electrode 23 of the memory cell MC m forming the non-volatile memory M is common to the second electrode of the memory cell forming the non-volatile memory adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Also serves as PL m .

【0057】そして、M本のプレート線PLMと共通の
第1の電極(共通ノードCN)とを短絡する回路(以
下、短絡回路と呼ぶ場合がある)を備えている。あるい
は又、共通の第1の電極(共通ノードCN)を接地する
ためのスイッチング用トランジスタTRSを備えてい
る。尚、短絡回路は、具体的には、スイッチング用トラ
ンジスタTRSと、プレート線デコーダ/ドライバPD
に設けられ、プレート線PLmを接地するためのトラン
ジスタ(図示せず)から構成されている。スイッチング
用トランジスタTRSの作動を制御するワード線WL
Sは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続されてい
る。また、スイッチング用トランジスタTRSの一方の
ソース/ドレイン領域は、選択用トランジスタTRの他
方のソース/ドレイン領域14Bと共通であり、スイッ
チング用トランジスタTRSの他方のソース/ドレイン
領域14Cは、接地線(図示せず)に接続されている。
尚、或るトランジスタのソース/ドレイン領域と他のト
ランジスタのソース/ドレイン領域とが共通であると
は、1つのソース/ドレイン領域を占めていることを意
味し、あるいは又、配線で接続されていることを意味す
る。以下の説明においても同様である。
A circuit (hereinafter sometimes referred to as a short circuit) for short-circuiting the M plate lines PL M and the common first electrode (common node CN) is provided. Alternatively, the switching transistor TR S for grounding the common first electrode (common node CN) is provided. The short circuit specifically includes the switching transistor TR S and the plate line decoder / driver PD.
And a transistor (not shown) for grounding the plate line PL m . Word line WL for controlling the operation of the switching transistor TR S
S is connected to the word line decoder / driver WD. Further, one source / drain region of the switching transistor TR S is common to the other source / drain region 14B of the selection transistor TR, the other source / drain region 14C of the switching transistor TR S is ground line (Not shown).
The common source / drain region of one transistor and the source / drain region of another transistor mean that the source / drain region occupies one source / drain region, or is connected by wiring. Means that The same applies to the following description.

【0058】メモリセルMCMの作動時、即ち、メモリ
セルMCMにデータを書き込み、あるいは又、データを
読み出し、再書き込みを行う場合、スイッチング用トラ
ンジスタTRSをオフ状態とし、プレート線デコーダ/
ドライバPDに設けられ、プレート線PLmを接地する
ためのトランジスタ(図示せず)もオフ状態とする。そ
して、例えば、メモリセルMCm(ここで、mは1,
2,3,4のいずれか)に記憶されたデータを読み出す
場合、ワード線WLを選択し、プレート線PLj(m≠
j)には、例えば(1/2)Vccの電圧を印加した状態
で、プレート線PL mを駆動する。ここで、Vccは、例
えば、電源電圧である。これによって、メモリセルMC
mに記憶されたデータに依存して、選択用トランジスタ
TRを介してビット線BLに電圧(ビット線電位)が現
れる。そして、かかるビット線BLの電圧(ビット線電
位)を、センスアンプSAで検出する。尚、Mの値は4
に限定されない。Mの値は、M≧2を満足すればよく、
実際的なMの値として、例えば、2のべき数(2,4,
8,16・・・)を挙げることができる。
Memory cell MCMWhen operating, that is, memory
Cell MCMWrite data to or write data to
When reading and rewriting, switching
Register TRSIs turned off and the plate line decoder /
The plate line PL is provided on the driver PDmGround
The transistor (not shown) for this purpose is also turned off. So
Then, for example, the memory cell MCm(Where m is 1,
Read data stored in either 2, 3, 4)
If the word line WL is selected, the plate line PL is selected.j(M ≠
j) is, for example, (1/2) VccVoltage applied
And plate line PL mTo drive. Where VccIs an example
For example, the power supply voltage. As a result, the memory cell MC
mSelect transistor depending on the data stored in
The voltage (bit line potential) is present on the bit line BL via TR.
Be done. Then, the voltage of the bit line BL (bit line voltage
Position) is detected by the sense amplifier SA. The value of M is 4
Not limited to. The value of M may satisfy M ≧ 2,
As a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4,
8, 16 ...).

【0059】メモリセルMCMの不作動時(待機時)に
は、スイッチング用トランジスタTRSをオン状態とし
て共通ノードCNを接地し、プレート線デコーダ/ドラ
イバPDに設けられ、プレート線PLmを接地するため
のトランジスタ(図示せず)もオン状態とする。これに
よって、共通の第1の電極(共通ノードCN)が浮遊状
態になることがなくなり、図63の(A)に示した状態
を得ることができる結果、共通の第1の電極(共通ノー
ドCN)の電位変動を抑制することができる。従って、
分極減衰現象に起因してメモリセルMCMにおいてデー
タ破壊が生じることを確実に防止することができる。
When the memory cell MC M is inoperative (standby), the switching transistor TR S is turned on to ground the common node CN and is provided in the plate line decoder / driver PD to ground the plate line PL m . A transistor (not shown) for turning on is also turned on. As a result, the common first electrode (common node CN) is not brought into a floating state, and the state shown in FIG. 63A can be obtained. As a result, the common first electrode (common node CN) can be obtained. It is possible to suppress the potential fluctuation of (1). Therefore,
It is possible to reliably prevent the data destruction in the memory cell MC M due to the polarization attenuation phenomenon.

【0060】尚、スイッチング用トランジスタを備えた
後述する種々の実施の形態における不揮発性メモリの作
動・不作動の状態は、基本的に、実施の形態1の不揮発
性メモリの作動・不作動の状態と同様である。
The non-volatile state of the nonvolatile memory according to the various embodiments described later having the switching transistor is basically the non-volatile state of the non-volatile memory according to the first embodiment. Is the same as.

【0061】以下、実施の形態1の不揮発性メモリの製
造方法を説明するが、他の実施の形態あるいはその変形
における不揮発性メモリも、実質的に同様の方法で製造
することができる。
The method of manufacturing the non-volatile memory according to the first embodiment will be described below, but the non-volatile memory according to the other embodiments or modifications thereof can be manufactured by substantially the same method.

【0062】[工程−100]先ず、不揮発性メモリに
おける選択用トランジスタTR及びスイッチング用トラ
ンジスタTRSとして機能するMOS型トランジスタを
半導体基板10に形成する。そのために、例えばLOC
OS構造を有する素子分離領域11を公知の方法に基づ
き形成する。尚、素子分離領域は、トレンチ構造を有し
ていてもよいし、LOCOS構造とトレンチ構造の組合
せとしてもよい。その後、半導体基板10の表面を例え
ばパイロジェニック法により酸化し、ゲート絶縁膜12
を形成する。次いで、不純物がドーピングされたポリシ
リコン層をCVD法にて全面に形成した後、ポリシリコ
ン層をパターニングし、ゲート電極13を形成する。こ
のゲート電極13はワード線を兼ねている。尚、ゲート
電極13をポリシリコン層から構成する代わりに、ポリ
サイドや金属シリサイドから構成することもできる。次
に、半導体基板10にイオン注入を行い、LDD構造を
形成する。その後、全面にCVD法にてSiO2層を形
成した後、このSiO2層をエッチバックすることによ
って、ゲート電極13の側面にゲートサイドウオール
(図示せず)を形成する。次いで、半導体基板10にイ
オン注入を施した後、イオン注入された不純物の活性化
アニール処理を行うことによって、ソース/ドレイン領
域14A,14B,14Cを形成する。
[Step-100] First, a MOS transistor that functions as the selecting transistor TR and the switching transistor TR S in the nonvolatile memory is formed on the semiconductor substrate 10. For that purpose, for example, LOC
The element isolation region 11 having the OS structure is formed by a known method. The element isolation region may have a trench structure or a combination of a LOCOS structure and a trench structure. After that, the surface of the semiconductor substrate 10 is oxidized by, for example, a pyrogenic method to form the gate insulating film 12
To form. Next, a polysilicon layer doped with impurities is formed on the entire surface by a CVD method, and then the polysilicon layer is patterned to form a gate electrode 13. The gate electrode 13 also serves as a word line. The gate electrode 13 may be made of polycide or metal silicide instead of being made of a polysilicon layer. Next, the semiconductor substrate 10 is ion-implanted to form an LDD structure. After that, a SiO 2 layer is formed on the entire surface by a CVD method, and then the SiO 2 layer is etched back to form a gate sidewall (not shown) on the side surface of the gate electrode 13. Next, after ion-implanting the semiconductor substrate 10, activation / annealing treatment of the ion-implanted impurities is performed to form the source / drain regions 14A, 14B, 14C.

【0063】[工程−110]次いで、SiO2から成
る下層絶縁層をCVD法にて形成した後、一方のソース
/ドレイン領域14Aの上方の下層絶縁層に開口部をR
IE法にて形成する。そして、かかる開口部内を含む下
層絶縁層上に不純物がドーピングされたポリシリコン層
をCVD法にて形成する。これによって、接続孔(コン
タクトプラグ)15が形成される。次に、下層絶縁層上
のポリシリコン層をパターニングすることによって、ビ
ット線BLを形成する。その後、BPSGから成る上層
絶縁層をCVD法にて全面に形成する。尚、BPSGか
ら成る上層絶縁層の形成後、窒素ガス雰囲気中で例えば
900゜C×20分間、上層絶縁層をリフローさせるこ
とが好ましい。更には、必要に応じて、例えば化学的機
械的研磨法(CMP法)にて上層絶縁層の頂面を化学的
及び機械的に研磨し、上層絶縁層を平坦化することが望
ましい。尚、下層絶縁層と上層絶縁層を纏めて、絶縁層
16と呼ぶ。
[Step-110] Next, a lower insulating layer made of SiO 2 is formed by the CVD method, and then an opening is formed in the lower insulating layer above one of the source / drain regions 14A by R.
It is formed by the IE method. Then, a polysilicon layer doped with impurities is formed on the lower insulating layer including the inside of the opening by a CVD method. As a result, the connection hole (contact plug) 15 is formed. Then, the bit line BL is formed by patterning the polysilicon layer on the lower insulating layer. After that, an upper insulating layer made of BPSG is formed on the entire surface by the CVD method. After forming the upper insulating layer made of BPSG, it is preferable to reflow the upper insulating layer in a nitrogen gas atmosphere at 900 ° C. for 20 minutes, for example. Further, if necessary, it is desirable to planarize the upper insulating layer by chemically and mechanically polishing the top surface of the upper insulating layer by, for example, a chemical mechanical polishing method (CMP method). The lower insulating layer and the upper insulating layer are collectively referred to as an insulating layer 16.

【0064】[工程−120]次に、他方のソース/ド
レイン領域14Bの上方の絶縁層16に開口部17をR
IE法にて形成した後、かかる開口部17内を、不純物
をドーピングしたポリシリコンで埋め込み、接続孔(コ
ンタクトプラグ)18を完成させる。ビット線BLは、
下層絶縁層上を、図の左右方向に接続孔18と接触しな
いように延びている。
[Step-120] Next, an opening 17 is formed in the insulating layer 16 above the other source / drain region 14B by R.
After the formation by the IE method, the inside of the opening 17 is filled with impurity-doped polysilicon to complete the connection hole (contact plug) 18. The bit line BL is
It extends on the lower insulating layer in the left-right direction in the drawing so as not to come into contact with the connection hole 18.

【0065】尚、接続孔18は、絶縁層16に形成され
た開口部17内に、例えば、タングステン、Ti、P
t、Pd、Cu、TiW、TiNW、WSi2、MoS
2等の高融点金属や金属シリサイドから成る金属配線
材料を埋め込むことによって形成することもできる。接
続孔18の頂面は絶縁層16の表面と略同じ平面に存在
していてもよいし、接続孔18の頂部が絶縁層16の表
面に延在していてもよい。タングステンにて開口部17
を埋め込み、接続孔18を形成する条件を、以下の表2
に例示する。尚、タングステンにて開口部17を埋め込
む前に、Ti層及びTiN層を順に例えばマグネトロン
スパッタ法にて開口部17内を含む絶縁層16の上に形
成することが好ましい。ここで、Ti層及びTiN層を
形成する理由は、オーミックな低コンタクト抵抗を得る
こと、ブランケットタングステンCVD法における半導
体基板10の損傷発生の防止、タングステンの密着性向
上のためである。
The connection hole 18 is formed in the opening 17 formed in the insulating layer 16 by, for example, tungsten, Ti, P or the like.
t, Pd, Cu, TiW, TiNW, WSi 2 , MoS
It can also be formed by embedding a metal wiring material made of a refractory metal such as i 2 or metal silicide. The top surface of the connection hole 18 may exist on the same plane as the surface of the insulating layer 16, or the top portion of the connection hole 18 may extend to the surface of the insulating layer 16. Opening 17 with tungsten
Table 2 below shows the conditions under which the contact holes 18 are embedded and the connection holes 18 are formed.
For example. Before the opening 17 is filled with tungsten, it is preferable that a Ti layer and a TiN layer are sequentially formed on the insulating layer 16 including the inside of the opening 17 by, for example, a magnetron sputtering method. Here, the reason for forming the Ti layer and the TiN layer is to obtain an ohmic low contact resistance, prevent damage to the semiconductor substrate 10 in the blanket tungsten CVD method, and improve the adhesion of tungsten.

【0066】[表2] Ti層(厚さ:20nm)のスパッタ条件 プロセスガス:Ar=35sccm 圧力 :0.52Pa RFパワー :2kW 基板の加熱 :無し TiN層(厚さ:100nm)のスパッタ条件 プロセスガス:N2/Ar=100/35sccm 圧力 :1.0Pa RFパワー :6kW 基板の加熱 :無し タングステンのCVD形成条件 使用ガス:WF6/H2/Ar=40/400/2250
sccm 圧力 :10.7kPa 形成温度:450゜C タングステン層及びTiN層、Ti層のエッチング条件 第1段階のエッチング:タングステン層のエッチング 使用ガス :SF6/Ar/He=110:90:5scc
m 圧力 :46Pa RFパワー:275W 第2段階のエッチング:TiN層/Ti層のエッチング 使用ガス :Ar/Cl2=75/5sccm 圧力 :6.5Pa RFパワー:250W
[Table 2] Ti layer (thickness: 20 nm) sputtering conditions Process gas: Ar = 35 sccm Pressure: 0.52 Pa RF power: 2 kW Substrate heating: None TiN layer (thickness: 100 nm) sputtering conditions process Gas: N 2 / Ar = 100/35 sccm Pressure: 1.0 Pa RF power: 6 kW Substrate heating: None Tungsten CVD forming conditions Working gas: WF 6 / H 2 / Ar = 40/400/2250
sccm pressure: 10.7 kPa formation temperature: 450 ° C. Etching conditions for tungsten layer, TiN layer, and Ti layer First stage etching: etching for tungsten layer Working gas: SF 6 / Ar / He = 110: 90: 5 scc
m pressure: 46 Pa RF power: 275 W Second stage etching: TiN layer / Ti layer etching Working gas: Ar / Cl 2 = 75/5 sccm Pressure: 6.5 Pa RF power: 250 W

【0067】[工程−130]次に、絶縁層16上に、
酸化チタンから成る密着層(図示せず)を形成すること
が望ましい。そして、密着層上にIrから成る第1の電
極(下部電極)21を構成する第1の電極材料層を、例
えばスパッタ法にて形成し、第1の電極材料層及び密着
層をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術
に基づきパターニングすることによって、第1の電極2
1を得ることができる。
[Step-130] Next, on the insulating layer 16,
It is desirable to form an adhesion layer (not shown) made of titanium oxide. Then, a first electrode material layer that forms the first electrode (lower electrode) 21 made of Ir is formed on the adhesion layer by, for example, a sputtering method, and the first electrode material layer and the adhesion layer are formed by a photolithography technique. And the first electrode 2 by patterning based on the dry etching technique.
1 can be obtained.

【0068】[工程−140]その後、例えば、MOC
VD法によって、Bi系層状構造ペロブスカイト型の強
誘電体材料(具体的には、例えば、結晶化温度750゜
CのBi2SrTa2 9)から成る強誘電体薄膜を全面
に形成する。その後、250゜Cの空気中で乾燥処理を
行った後、750゜Cの酸素ガス雰囲気で1時間の熱処
理を施し、結晶化を促進させた後、必要に応じて、フォ
トリソグラフィ技術、ドライエッチング技術に基づき強
誘電体薄膜をパターニングして、強誘電体層22を得
る。
[Step-140] Thereafter, for example, MOC
By the VD method, a Bi-based layered structure perovskite-type strong
Dielectric material (specifically, for example, crystallization temperature 750 °
Bi of C2SrTa2O 9) Ferroelectric thin film consisting of
To form. After that, dry in 250 ° C air
After that, heat treatment for 1 hour in an oxygen gas atmosphere at 750 ° C.
After applying heat treatment to promote crystallization, if necessary,
Strong based on lithographic technology and dry etching technology
The dielectric thin film is patterned to obtain the ferroelectric layer 22.
It

【0069】[工程−150]次に、IrO2-X層、P
t層を、スパッタ法にて、順次、全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術、ドライエッチング技術に基づ
き、Pt層、IrO2-X層を順次、パターニングして、
第2の電極23を形成する。エッチングによって、強誘
電体層22にダメージが加わる場合には、ダメージ回復
に必要とされる温度にて、熱処理を行えばよい。
[Step-150] Next, IrO 2-X layer, P
After the t layer is sequentially formed on the entire surface by the sputtering method, the Pt layer and the IrO 2-X layer are sequentially patterned based on the photolithography technology and the dry etching technology.
The second electrode 23 is formed. When the ferroelectric layer 22 is damaged by the etching, the heat treatment may be performed at the temperature required to recover the damage.

【0070】[工程−160]その後、全面に絶縁膜2
6Aを形成する。
[Step-160] After that, the insulating film 2 is formed on the entire surface.
6A is formed.

【0071】尚、後述する実施の形態3〜実施の形態8
における不揮発性メモリの製造においては、その後、 ・層間絶縁層26の形成及び平坦化処理 ・開口部27の形成及び接続孔28の形成 ・第1の電極31、結晶化温度700゜CのBi2Sr
(Ta1.5Nb0.5)O9から成る強誘電体層32、及び
第2の電極33の形成 ・絶縁膜36Aの形成 を、順次、行えばよい。尚、Bi2Sr(Ta1.5Nb
0.5)O9から成る強誘電体層32に対して、結晶化促進
のための熱処理を、700゜Cの酸素ガス雰囲気で1時
間、行えばよい。
Incidentally, the third to eighth embodiments described later.
In the manufacture of the non-volatile memory in, the following steps are performed: -Formation of an interlayer insulating layer 26 and planarization-Formation of an opening 27 and formation of a connection hole 28-First electrode 31, Bi 2 having a crystallization temperature of 700 ° C Sr
The ferroelectric layer 32 made of (Ta 1.5 Nb 0.5 ) O 9 , the second electrode 33, and the insulating film 36A may be sequentially formed. In addition, Bi 2 Sr (Ta 1.5 Nb
The ferroelectric layer 32 made of 0.5 ) O 9 may be subjected to a heat treatment for promoting crystallization in an oxygen gas atmosphere at 700 ° C. for 1 hour.

【0072】尚、各第2の電極はプレート線を兼ねてい
なくともよい。この場合には、絶縁膜26A,36Aの
形成完了後、第2の電極23、第2の電極33を接続孔
(ビアホール)によって接続し、併せて、絶縁膜26
A,36A上に、かかる接続孔と接続したプレート線を
形成すればよい。
It should be noted that each second electrode may not also serve as a plate line. In this case, after the formation of the insulating films 26A and 36A is completed, the second electrode 23 and the second electrode 33 are connected by a connection hole (via hole).
A plate wire connected to such a connection hole may be formed on A and 36A.

【0073】例えば、Bi2SrTa29から成る強誘
電体薄膜の形成条件を以下の表3に例示する。尚、表3
中、「thd」は、テトラメチルヘプタンジオネートの
略である。また、表3に示したソース原料はテトラヒド
ロフラン(THF)を主成分とする溶媒中に溶解されて
いる。
For example, the conditions for forming the ferroelectric thin film made of Bi 2 SrTa 2 O 9 are shown in Table 3 below. Table 3
In the above, “thd” is an abbreviation for tetramethylheptanedionate. The source materials shown in Table 3 are dissolved in a solvent containing tetrahydrofuran (THF) as a main component.

【0074】 [表3] MOCVD法による形成 ソース材料 :Sr(thd)2−tetraglyme Bi(C653 Ta(O−iC374(thd) 形成温度 :400〜700゜C プロセスガス:Ar/O2=1000/1000cm3 形成速度 :5〜20nm/分Table 3 Formation by MOCVD Source material: Sr (thd) 2 -tetraglyme Bi (C 6 H 5 ) 3 Ta (O-iC 3 H 7 ) 4 (thd) Formation temperature: 400 to 700 ° C Process gas: Ar / O 2 = 1000/1000 cm 3 Formation rate: 5 to 20 nm / min

【0075】あるいは又、Bi2SrTa29から成る
強誘電体薄膜をパルスレーザアブレーション法、ゾル−
ゲル法、あるいはRFスパッタ法にて全面に形成するこ
ともできる。これらの場合の形成条件を以下に例示す
る。尚、ゾル−ゲル法によって厚い強誘電体薄膜を形成
する場合、所望の回数、スピンコート及び乾燥、あるい
はスピンコート及び焼成(又は、アニール処理)を繰り
返せばよい。
Alternatively, a ferroelectric thin film made of Bi 2 SrTa 2 O 9 is prepared by pulse laser ablation method, sol-
It can also be formed on the entire surface by a gel method or an RF sputtering method. The formation conditions in these cases are illustrated below. When forming a thick ferroelectric thin film by the sol-gel method, spin coating and drying, or spin coating and baking (or annealing treatment) may be repeated a desired number of times.

【0076】[表4] パルスレーザアブレーション法による形成 ターゲット:Bi2SrTa29 使用レーザ:KrFエキシマレーザ(波長248nm、
パルス幅25n秒、5Hz) 形成温度 :400〜800゜C 酸素濃度 :3Pa
[Table 4] Target formed by pulse laser ablation method: Bi 2 SrTa 2 O 9 Laser used: KrF excimer laser (wavelength 248 nm,
Pulse width 25 nsec, 5 Hz) Forming temperature: 400 to 800 ° C Oxygen concentration: 3 Pa

【0077】 [表5] ゾル−ゲル法による形成 原料:Bi(CH3(CH23CH(C25)COO)3 [ビスマス・2エチルヘキサン酸,Bi(OOc)3] Sr(CH3(CH23CH(C25)COO)2 [ストロンチウム・2エチルヘキサン酸,Sr(OOc)2] Ta(OEt)5 [タンタル・エトキシド] スピンコート条件:3000rpm×20秒 乾燥:250゜C×7分 焼成:700〜800゜C×1時間(必要に応じてRT
A処理を加える)
[0077] [Table 5] sol - gel method by forming ingredients: Bi (CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5) COO) 3 [ bismuth 2-ethylhexanoate, Bi (OOc) 3] Sr ( CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) COO) 2 [strontium.2-ethylhexanoic acid, Sr (OOc) 2 ] Ta (OEt) 5 [tantalum ethoxide] Spin coating conditions: 3000 rpm × 20 seconds drying : 250 ° C x 7 minutes firing: 700 to 800 ° C x 1 hour (RT if necessary
A processing is added)

【0078】[表6] RFスパッタ法による形成 ターゲット:Bi2SrTa29セラミックターゲット RFパワー:1.2W〜2.0W/ターゲット1cm2 雰囲気圧力:0.2〜1.3Pa 形成温度 :室温〜600゜C プロセスガス:Ar/O2の流量比=2/1〜9/1[Table 6] Formation target by RF sputtering method: Bi 2 SrTa 2 O 9 ceramic target RF power: 1.2 W to 2.0 W / target 1 cm 2 Atmospheric pressure: 0.2 to 1.3 Pa Formation temperature: Room temperature ˜600 ° C. Process gas: Ar / O 2 flow rate ratio = 2/1 to 9/1

【0079】強誘電体層を、PZTあるいはPLZTか
ら構成するときの、マグネトロンスパッタ法によるPZ
TあるいはPLZTの形成条件を以下の表7に例示す
る。あるいは又、PZTやPLZTを、反応性スパッタ
法、電子ビーム蒸着法、ゾル−ゲル法、又はMOCVD
法にて形成することもできる。
When the ferroelectric layer is made of PZT or PLZT, PZ by magnetron sputtering method
The conditions for forming T or PLZT are shown in Table 7 below. Alternatively, PZT or PLZT may be formed by reactive sputtering, electron beam evaporation, sol-gel method, or MOCVD.
It can also be formed by a method.

【0080】[表7] ターゲット :PZTあるいはPLZT プロセスガス:Ar/O2=90体積%/10体積% 圧力 :4Pa パワー :50W 形成温度 :500゜C[Table 7] Target: PZT or PLZT Process gas: Ar / O 2 = 90% by volume / 10% by volume Pressure: 4 Pa Power: 50 W Formation temperature: 500 ° C

【0081】更には、PZTやPLZTをパルスレーザ
アブレーション法にて形成することもできる。この場合
の形成条件を以下の表8に例示する。
Further, PZT or PLZT can be formed by the pulse laser ablation method. The forming conditions in this case are illustrated in Table 8 below.

【0082】[表8] ターゲット:PZT又はPLZT 使用レーザ:KrFエキシマレーザ(波長248nm、
パルス幅25n秒、3Hz) 出力エネルギー:400mJ(1.1J/cm2) 形成温度 :550〜600゜C 酸素濃度 :40〜120Pa
[Table 8] Target: PZT or PLZT Laser used: KrF excimer laser (wavelength 248 nm,
Pulse width 25 nsec, 3 Hz) Output energy: 400 mJ (1.1 J / cm 2 ) Formation temperature: 550 to 600 ° C Oxygen concentration: 40 to 120 Pa

【0083】(実施の形態2)実施の形態2は、本発明
の第1の態様(より具体的には、第1Bの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態2の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図4に示す。更には、実
施の形態2の不揮発性メモリの概念的な回路図を図5に
示し、図5の概念的な回路図のより具体的な回路図を図
6に示す。尚、図4においても、ビット線方向に隣接す
る2つの不揮発性メモリを図示した。そして、隣接する
不揮発性メモリの一方の構成要素の参照番号には「’」
を付した。
(Embodiment 2) Embodiment 2 relates to a nonvolatile memory according to the first aspect (more specifically, the 1B aspect) of the present invention. FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the second embodiment taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit line. Further, a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the second embodiment is shown in FIG. 5, and a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 5 is shown in FIG. Incidentally, also in FIG. 4, two non-volatile memories adjacent to each other in the bit line direction are illustrated. And, the reference number of one component of the adjacent nonvolatile memory is "'".
Attached.

【0084】実施の形態2の不揮発性メモリは、共通の
第1の電極(共通ノードCN)を接地するためのスイッ
チング用トランジスタTRSの代わりに、共通の第1の
電極21(共通ノードCN)を接地するための高抵抗素
子Rを備えている点を除き、実施の形態1の不揮発性メ
モリと同様の構造を有しているので、詳細な説明は省略
する。高抵抗素子Rは、抵抗値が1×106Ω(1M
Ω)乃至1×1012Ω(1TΩ)のポリシリコン層から
構成されている。尚、高抵抗素子Rと、プレート線デコ
ーダ/ドライバPDに設けられ、プレート線PLmを接
地するためのトランジスタ(図示せず)によって、M本
のプレート線と共通の第1の電極とを短絡する回路が構
成される。
In the nonvolatile memory according to the second embodiment, instead of the switching transistor TR S for grounding the common first electrode (common node CN), the common first electrode 21 (common node CN) is used. Since it has the same structure as the nonvolatile memory of the first embodiment except that it is provided with a high resistance element R for grounding, the detailed description thereof will be omitted. The resistance value of the high resistance element R is 1 × 10 6 Ω (1M
Ω) to 1 × 10 12 Ω (1 TΩ). The high resistance element R and a transistor (not shown) provided in the plate line decoder / driver PD for grounding the plate line PL m short-circuit the M plate lines and the common first electrode. Circuit is configured.

【0085】高抵抗素子Rは、[工程−100]におい
てMOS型トランジスタを製造する際、半導体基板10
上に形成すればよい。高抵抗素子Rの一端は、選択用ト
ランジスタTRの他方のソース/ドレイン領域14Bに
接続されている。一方、高抵抗素子Rの他端は、接地線
14Dに接続されている。
The high resistance element R is used for the semiconductor substrate 10 when the MOS type transistor is manufactured in [Step-100].
It may be formed on top. One end of the high resistance element R is connected to the other source / drain region 14B of the selection transistor TR. On the other hand, the other end of the high resistance element R is connected to the ground line 14D.

【0086】一般に、不揮発性メモリの作動時間は数十
ナノ秒のオーダーである。従って、不揮発性メモリの作
動時、共通ノードCNを伝わる信号が劣化しないために
は、高抵抗素子Rを介した電荷の引き抜きの時定数(第
1の時定数)は、不揮発性メモリの作動時間よりも十分
に大きいことが要求される。一方、不揮発性メモリの不
作動時(待機時)には、速やかに共通ノードCNの電位
を安定にするために、電荷の引き抜きの時定数(第2の
時定数)は小さいことが要求される。これらの要求を考
慮すると、第1の時定数を100ナノ秒以上、第2の時
定数を100ミリ秒以下とすることが望ましい。共通ノ
ードの寄生容量は数十fF〜数百fFのオーダーであ
る。従って、高抵抗素子Rの抵抗値を1×106Ω(1
MΩ)乃至1×1012Ω(1TΩ)とする。
Generally, the operation time of a non-volatile memory is on the order of tens of nanoseconds. Therefore, in order to prevent the signal transmitted through the common node CN from deteriorating during the operation of the nonvolatile memory, the time constant (first time constant) for extracting the charge via the high resistance element R is the operation time of the nonvolatile memory It is required to be sufficiently larger than On the other hand, when the non-volatile memory is inoperative (standby), a small time constant (second time constant) for extracting charges is required in order to quickly stabilize the potential of the common node CN. . Considering these requirements, it is desirable that the first time constant be 100 nanoseconds or more and the second time constant be 100 milliseconds or less. The parasitic capacitance of the common node is on the order of tens of fF to hundreds of fF. Therefore, the resistance value of the high resistance element R is 1 × 10 6 Ω (1
MΩ) to 1 × 10 12 Ω (1 TΩ).

【0087】メモリセルMCMの作動時、即ち、メモリ
セルMCMにデータを書き込み、あるいは又、データを
読み出し、再書き込みを行う場合、プレート線デコーダ
/ドライバPDに設けられ、プレート線PLmを接地す
るためのトランジスタ(図示せず)をオフ状態とする。
そして、例えば、メモリセルMCm(ここで、mは1,
2,3,4のいずれか)に記憶されたデータを読み出す
場合、ワード線WLを選択し、プレート線PLj(m≠
j)には、例えば(1/2)Vccの電圧を印加した状態
で、プレート線PLmを駆動する。ここで、Vccは、例
えば、電源電圧である。これによって、メモリセルMC
mに記憶されたデータに依存して、選択用トランジスタ
TRを介してビット線BLに電圧(ビット線電位)が現
れる。そして、かかるビット線BLの電圧(ビット線電
位)を、センスアンプSAで検出する。尚、Mの値は4
に限定されない。Mの値は、M≧2を満足すればよく、
実際的なMの値として、例えば、2のべき数(2,4,
8,16・・・)を挙げることができる。
When the memory cell MC M is operating, that is, when data is written in the memory cell MC M , or when data is read and rewritten, the plate line PL / m is provided in the plate line decoder / driver PD. A transistor (not shown) for grounding is turned off.
Then, for example, the memory cell MC m (where m is 1,
When reading data stored in any one of 2, 3, 4), the word line WL is selected and the plate line PL j (m ≠) is selected.
In j), the plate line PL m is driven with a voltage of (1/2) V cc applied, for example. Here, V cc is, for example, a power supply voltage. As a result, the memory cell MC
A voltage (bit line potential) appears on the bit line BL via the selection transistor TR depending on the data stored in m . Then, the voltage of the bit line BL (bit line potential) is detected by the sense amplifier SA. The value of M is 4
Not limited to. The value of M may satisfy M ≧ 2,
As a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4,
8, 16 ...).

【0088】高抵抗素子Rの抵抗値が1×106Ω(1
MΩ)乃至1×1012Ω(1TΩ)であるが故に、不揮
発性メモリの作動時、ビット線BLに表れる電圧(ビッ
ト線電位)等に対する高抵抗素子Rの影響は殆ど無い。
The resistance value of the high resistance element R is 1 × 10 6 Ω (1
Since MΩ) to 1 × 10 12 Ω (1 TΩ), the high resistance element R has almost no influence on the voltage (bit line potential) appearing on the bit line BL during operation of the nonvolatile memory.

【0089】メモリセルMCMの不作動時(待機時)に
は、プレート線デコーダ/ドライバPDに設けられ、プ
レート線PLmを接地するためのトランジスタ(図示せ
ず)をオン状態とする。100ミリ秒以下で共通の第1
の電極(共通ノードCN)が浮遊状態から接地された状
態となり、図63の(A)に示した状態を得ることがで
きる結果、共通の第1の電極(共通ノードCN)の電位
変動を抑制することができる。従って、分極減衰現象に
起因してメモリセルMCMにおいてデータ破壊が生じる
ことを確実に防止することができる。
When the memory cell MC M is inoperative (standby), a transistor (not shown) provided in the plate line decoder / driver PD for grounding the plate line PL m is turned on. First common in less than 100 ms
The electrode (common node CN) of is changed from the floating state to the grounded state, and the state shown in FIG. 63A can be obtained. As a result, the potential fluctuation of the common first electrode (common node CN) is suppressed. can do. Therefore, it is possible to reliably prevent the data destruction occurs in the memory cell MC M due to the polarization attenuation phenomenon.

【0090】尚、高抵抗素子を備えた後述する種々の実
施の形態における不揮発性メモリの作動・不作動の状態
は、基本的に、実施の形態2の不揮発性メモリの作動・
不作動の状態と同様である。
Incidentally, the non-volatile state of the non-volatile memory in various embodiments to be described later provided with the high resistance element is basically the same as the non-volatile state of the non-volatile memory of the second embodiment.
It is similar to the inoperative state.

【0091】(実施の形態3)実施の形態3において
は、実施の形態1にて説明した不揮発性メモリMと同じ
構造を有する不揮発性メモリMを構成するメモリセルM
M、及び、不揮発性メモリMと同じ構造を有し、ビッ
ト線BLを共有する不揮発性メモリM’を構成するメモ
リセルMCM’が、絶縁層(便宜上、層間絶縁層26と
呼ぶ)を介して積層されている。ビット線の延びる方向
と平行な仮想垂直面で係る2つの不揮発性メモリを切断
したときの模式的な一部断面図を図7に示し、係る不揮
発性メモリの概念的な回路図を図8に示し、図8の概念
的な回路図のより具体的な回路図を図9に示す。
(Third Embodiment) In the third embodiment, a memory cell M constituting a non-volatile memory M having the same structure as the non-volatile memory M described in the first embodiment.
The memory cells MC M ′ having the same structure as the C M and the non-volatile memory M and forming the non-volatile memory M ′ sharing the bit line BL have an insulating layer (for convenience, referred to as an interlayer insulating layer 26). Are stacked through. FIG. 7 shows a schematic partial cross-sectional view when two non-volatile memories according to a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit line are cut, and FIG. 8 shows a conceptual circuit diagram of the non-volatile memory. FIG. 9 shows a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG.

【0092】あるいは又、実施の形態2にて説明した不
揮発性メモリMと同じ構造を有する不揮発性メモリMを
構成するメモリセルMCM、及び、ビット線BLを共有
する不揮発性メモリMと同じ構造を有する不揮発性メモ
リM’を構成するメモリセルMCM’が、層間絶縁層2
6を介して積層されている。ビット線の延びる方向と平
行な仮想垂直面で係る2つの不揮発性メモリを切断した
ときの模式的な一部断面図を図10に示し、係る不揮発
性メモリの概念的な回路図を図11に示し、図11の概
念的な回路図のより具体的な回路図を図12に示す。
Alternatively, the same structure as the memory cell MC M forming the nonvolatile memory M having the same structure as the nonvolatile memory M described in the second embodiment and the nonvolatile memory M sharing the bit line BL. The memory cell MC M ′ forming the nonvolatile memory M ′ having
6 are stacked. FIG. 10 shows a schematic partial cross-sectional view when two non-volatile memories according to a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit line are cut, and FIG. 11 shows a conceptual circuit diagram of the non-volatile memory. FIG. 12 shows a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG.

【0093】不揮発性メモリMを構成するメモリセルM
Mの上方に位置する不揮発性メモリM’を構成するメ
モリセルMCM’は、第1の電極31、強誘電体層3
2、及び第2の電極33から構成され、第1の電極31
は、層間絶縁層26に設けられた開口部27に形成され
た接続孔28、絶縁層16上に形成されたパッド部2
5、絶縁層16に設けられた開口部17に形成された接
続孔18を介して、選択用トランジスタTR’の他方の
ソース/ドレイン領域14Bに接続されている。また。
メモリセルMCM’は、絶縁膜36Aによって覆われて
いる。これらの点を除き、不揮発性メモリM’の構造
は、実施の形態1あるいは実施の形態2において説明し
た不揮発性メモリMと同じ構造を有するので、詳細な説
明は省略する。尚、スイッチング用トランジスタT
S,TRS’は、同じワード線WLSによってその作動
が制御される回路図を示したが、異なるワード線によっ
て制御される構成とすることもできる。
Memory cell M constituting the non-volatile memory M
The memory cell MC M ′ constituting the nonvolatile memory M ′ located above C M includes the first electrode 31 and the ferroelectric layer 3
2 and the second electrode 33, and the first electrode 31
Is a connection hole 28 formed in an opening 27 provided in the interlayer insulating layer 26 and a pad portion 2 formed on the insulating layer 16.
5, through the connection hole 18 formed in the opening 17 provided in the insulating layer 16, it is connected to the other source / drain region 14B of the selection transistor TR ′. Also.
Memory cells MC M 'are covered with an insulating film 36A. Except for these points, the structure of the non-volatile memory M ′ is the same as the non-volatile memory M described in the first or second embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. The switching transistor T
R S, TR S 'is its operation is a circuit diagram which is controlled by the same word line WL S, may also be configured to be controlled by a different word line.

【0094】あるいは又、実施の形態1にて説明した不
揮発性メモリMと同じ構造を有する不揮発性メモリM1
を構成するメモリセルMC1M、及び、不揮発性メモリM
1と同じ構造を有し、プレート線PLMを共有する不揮発
性メモリM2を構成するメモリセルMC2Mが、絶縁層
(便宜上、層間絶縁層26と呼ぶ)を介して積層されて
いる。ビット線の延びる方向と平行な仮想垂直面で係る
2つの不揮発性メモリを切断したときの模式的な一部断
面図を図13に示し、係る不揮発性メモリの概念的な回
路図を図14、図15に示し、図14の概念的な回路図
のより具体的な回路図を図16に示し、図15の概念的
な回路図のより具体的な回路図を図17に示す。
Alternatively, the nonvolatile memory M 1 having the same structure as the nonvolatile memory M described in the first embodiment.
Memory cell MC 1M and non-volatile memory M constituting the
Memory cells MC 2M having the same structure as 1 and forming a non-volatile memory M 2 sharing the plate line PL M are stacked via an insulating layer (for convenience, referred to as an interlayer insulating layer 26). FIG. 13 shows a schematic partial cross-sectional view of the two non-volatile memories cut along an imaginary vertical plane parallel to the extending direction of the bit line, and FIG. 14 is a conceptual circuit diagram of the non-volatile memory. A more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 14 is shown in FIG. 15, and a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 15 is shown in FIG.

【0095】あるいは又、実施の形態2にて説明した不
揮発性メモリMと同じ構造を有する不揮発性メモリM1
を構成するメモリセルMC1M、及び、不揮発性メモリM
1と同じ構造を有し、プレート線PLMを共有する不揮発
性メモリM2を構成するメモリセルMC2Mが、絶縁層
(便宜上、層間絶縁層26と呼ぶ)を介して積層されて
いる。ビット線の延びる方向と平行な仮想垂直面で係る
2つの不揮発性メモリを切断したときの模式的な一部断
面図を図18に示し、係る不揮発性メモリの概念的な回
路図を図19及び図20に示し、図19の概念的な回路
図のより具体的な回路図を図21に示し、図20の概念
的な回路図のより具体的な回路図を図22に示す。
Alternatively, the nonvolatile memory M 1 having the same structure as the nonvolatile memory M described in the second embodiment.
Memory cell MC 1M and non-volatile memory M constituting the
Memory cells MC 2M having the same structure as 1 and forming a non-volatile memory M 2 sharing the plate line PL M are stacked via an insulating layer (for convenience, referred to as an interlayer insulating layer 26). FIG. 18 shows a schematic partial cross-sectional view when two non-volatile memories according to a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit line are cut, and FIG. 19 and a conceptual circuit diagram of the non-volatile memory. A more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 20 is shown in FIG. 21, and a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 20 is shown in FIG.

【0096】不揮発性メモリM1を構成するメモリセル
MC1Mの上方に位置する不揮発性メモリM2を構成する
メモリセルMC2Mは、第1の電極31、強誘電体層3
2、及び第2の電極33から構成され、第1の電極31
は、層間絶縁層26に設けられた開口部27に形成され
た接続孔28、絶縁層16上に形成されたパッド部2
5、絶縁層16に設けられた開口部17に形成された接
続孔18を介して、選択用トランジスタTR2の他方の
ソース/ドレイン領域14Bに接続されている。これら
の点を除き、不揮発性メモリM2の構造は、実施の形態
1あるいは実施の形態2において説明した不揮発性メモ
リMと同じ構造を有するので、詳細な説明は省略する。
尚、メモリセルMC1mを構成するプレート線PLmと、
メモリセルMC2mを構成するプレート線PLmとは、図
示しない領域において接続されている。
The memory cell MC 2M forming the nonvolatile memory M 2 located above the memory cell MC 1M forming the nonvolatile memory M 1 has the first electrode 31 and the ferroelectric layer 3
2 and the second electrode 33, and the first electrode 31
Is a connection hole 28 formed in an opening 27 provided in the interlayer insulating layer 26 and a pad portion 2 formed on the insulating layer 16.
5, through the connection hole 18 formed in the opening 17 provided in the insulating layer 16, it is connected to the other source / drain region 14B of the selection transistor TR 2 . Except for these points, the structure of the non-volatile memory M 2 has the same structure as the non-volatile memory M described in the first or second embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
In addition, a plate line PL m that constitutes the memory cell MC 1m ,
The plate line PL m forming the memory cell MC 2m is connected in a region (not shown).

【0097】図14及び図16、並びに、図19及び図
21に回路図を示す不揮発性メモリM1,M2において、
不揮発性メモリM1,M2を構成する選択用トランジスタ
TR 1,TR2は同じワード線WLに接続されている。そ
して、対となったメモリセルMC1m,MC2m(m=1,
2・・・,M)に相補的なデータが記憶される。例え
ば、メモリセルMC1m,MC2m(ここで、mは1,2,
3,4のいずれか)に記憶されたデータを読み出す場
合、ワード線WLを選択し、プレート線PLj(m≠
j)には、例えば(1/2)Vccの電圧を印加した状態
で、プレート線PLmを駆動する。ここで、Vccは、例
えば、電源電圧である。これによって、相補的なデータ
が、対となったメモリセルMC1m,MC2mから選択用ト
ランジスタTR 1,TR2を介して対となったビット線B
1,BL2に電圧(ビット線電位)として現れる。そし
て、かかる対となったビット線BL1,BL2の電圧(ビ
ット線電位)を、センスアンプSAで検出する。
FIGS. 14 and 16, and FIGS. 19 and 19
21 is a non-volatile memory M whose circuit diagram is shown.1, M2At
Non-volatile memory M1, M2Selection transistor
TR 1, TR2Are connected to the same word line WL. So
Then, the paired memory cell MC1m, MC2m(M = 1,
Data complementary to 2 ..., M) is stored. example
For example, memory cell MC1m, MC2m(Where m is 1, 2,
When reading the data stored in (3, 4)
If the word line WL is selected, the plate line PLj(M ≠
j) is, for example, (1/2) VccVoltage applied
And plate line PLmTo drive. Where VccIs an example
For example, the power supply voltage. This allows complementary data
But a pair of memory cells MC1m, MC2mSelect from
Langista TR 1, TR2Bit line B paired via
L1, BL2Appears as a voltage (bit line potential). That
The paired bit line BL1, BL2Voltage
Output line potential) is detected by the sense amplifier SA.

【0098】不揮発性メモリM1,M2を構成する選択用
トランジスタTR1,TR2を、それぞれ、異なるワード
線WL1,WL2に接続し、メモリセルMC1m,MC2m
独立して制御し、対となったビット線BL1,BL2の一
方に参照電圧を印加することによって、メモリセルMC
1m,MC2mのそれぞれからデータを読み出すこともでき
る。このような構成を採用する場合の回路図は、図15
及び図17、並びに、図20及び図22を参照のこと。
尚、選択用トランジスタTR1,TR2を同時に駆動すれ
ば、図14及び図16、並びに、図19及び図21に示
した回路と等価となる。
The selection transistors TR 1 and TR 2 forming the nonvolatile memories M 1 and M 2 are connected to different word lines WL 1 and WL 2 , respectively, and the memory cells MC 1m and MC 2m are independently controlled. Then, by applying the reference voltage to one of the paired bit lines BL 1 and BL 2 , the memory cell MC
Data can also be read from each of 1m and MC 2m . A circuit diagram when such a configuration is adopted is shown in FIG.
And FIG. 17, and FIGS. 20 and 22.
If the selecting transistors TR 1 and TR 2 are driven at the same time, the circuit becomes equivalent to the circuits shown in FIGS. 14 and 16, and FIGS. 19 and 21.

【0099】このように、各メモリセルMC1m,MC2m
(m=1,2,3,4)のそれぞれに1ビットがデータ
として記憶され(図15及び図17、並びに、図20及
び図22参照)、あるいは又、対となったメモリセルM
1nm,MC2nmに相補的なデータが1ビットとして記憶
される(図14及び図16、並びに、図19及び図21
参照)。実際の不揮発性メモリにおいては、この8ビッ
トあるいは4ビットを記憶するメモリユニットの集合が
アクセス単位ユニットとしてアレイ状に配設されてい
る。そして、選択用トランジスタのワード線WL(WL
1,WL2)、プレート線PLMが共有された複数のアク
セス単位ユニット(メモリブロック)に対して、一括し
て、データの書き込み、あるいは、データの読み出し及
び再書き込みを行う。即ち、メモリブロックにおいて
は、全ての不揮発性メモリが一括して、順次、作動状態
となり、あるいは又、一括して不作動(待機)状態とな
る。
Thus, each memory cell MC 1m , MC 2m
One bit is stored as data in each of (m = 1, 2, 3, 4) (see FIGS. 15 and 17, and FIGS. 20 and 22) or a pair of memory cells M.
Data complementary to C 1nm and MC 2nm is stored as 1 bit (FIGS. 14 and 16 and FIGS. 19 and 21).
reference). In an actual non-volatile memory, a set of memory units storing 8 bits or 4 bits is arranged in an array as an access unit. Then, the word line WL (WL
1 , WL 2 ), a plurality of access unit units (memory blocks) sharing the plate line PL M are collectively written with data or read and rewritten with data. That is, in the memory block, all the non-volatile memories are collectively brought into operation sequentially, or are collectively brought into non-operation (standby) state.

【0100】Mの値は4に限定されない。Mの値は、M
≧2を満足すればよく、実際的なMの値として、例え
ば、2のべき数(2,4,8,16・・・)を挙げるこ
とができる。また、Nの値は、N≧2を満足すればよ
く、実際的なNの値として、例えば、2のべき数(2,
4,8・・・)を挙げることができる。
The value of M is not limited to 4. The value of M is M
It is only necessary to satisfy ≧ 2, and as a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4, 8, 16 ...) Can be cited. Further, the value of N only needs to satisfy N ≧ 2, and as a practical value of N, for example, a power of 2 (2,
4, 8 ...).

【0101】(実施の形態4)実施の形態4は、本発明
の第2の態様(より具体的には、第2Aの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態4の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図23に示す。更には、
実施の形態4の不揮発性メモリの概念的な回路図を図2
4の(A)及び(B)に示し、図24の(A)の概念的
な回路図のより具体的な回路図を図25に示し、図24
の(B)の概念的な回路図のより具体的な回路図を図2
6に示す。尚、図24、図25及び図26には、2つの
不揮発性メモリM1,M2を図示するが、これらの不揮発
性メモリM1,M2の構造は同一であり、以下において
は、不揮発性メモリM1に関しての説明を行う。
(Embodiment 4) Embodiment 4 relates to a nonvolatile memory according to the second aspect (more specifically, the 2A aspect) of the present invention. FIG. 23 is a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the fourth embodiment, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit lines. Furthermore,
FIG. 2 is a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the fourth embodiment.
4 (A) and (B), a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 24 (A) is shown in FIG.
2B is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG.
6 shows. Incidentally, FIG. 24, 25 and 26, although show two nonvolatile memories M 1, M 2, the structure of these nonvolatile memory M 1, M 2 are identical and in the following, non The memory M 1 will be described.

【0102】実施の形態4の不揮発性メモリM1は、
(A)ビット線BL1と、(B)選択用トランジスタT
1と、(C)それぞれがM個(但し、M≧2であり、
実施の形態4においては、M=4)のメモリセルMC
1NMから構成された、N個(但し、N≧2であり、実施
の形態4においては、N=2)のメモリユニットMU1N
と、(D)M×N本のプレート線、から成る。
The nonvolatile memory M 1 of the fourth embodiment is
(A) Bit line BL 1 and (B) selection transistor T
R 1 and (C) are each M (provided that M ≧ 2,
In the fourth embodiment, M = 4) memory cells MC
N memory units MU 1N composed of 1 NM (where N ≧ 2, and N = 2 in the fourth embodiment)
And (D) M × N plate lines.

【0103】そして、N個のメモリユニットMU1Nは、
絶縁層(以下、便宜上、層間絶縁層26と呼ぶ)を介し
て積層されており、各メモリセルは、第1の電極21,
31と強誘電体層22,32と第2の電極23,33と
から成り、各メモリユニットMU1nにおいて、メモリセ
ルMC1nMの第1の電極は共通であり、該共通の第1の
電極は、選択用トランジスタTR1を介してビット線B
1に接続されている。具体的には、メモリユニットM
11において、メモリセルMC11Mの第1の電極21は
共通であり(この共通の第1の電極を第1の共通ノード
CN11と呼ぶ)、共通の第1の電極21(第1の共通ノ
ードCN11)は、選択用トランジスタTR 1を介してビ
ット線BL1に接続されている。また、メモリユニット
MU12において、メモリセルMC12Mの第1の電極31
は共通であり(この共通の第1の電極を第2の共通ノー
ドCN12と呼ぶ)、共通の第1の電極31(第2の共通
ノードCN12)は、選択用トランジスタTR1を介して
ビット線BL1に接続されている。更には、第n層目
(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニットMU
1nにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・・,M)
のメモリセルMC1nmの第2の電極23,33は、第
[(n−1)M+m]番目のプレート線PL(n-1)M+m
接続されている。尚、このプレート線PL(n-1)M+mは、
不揮発性メモリM2を構成する各メモリセルの第2の電
極23,33にも接続されている。実施の形態4におい
ては、より具体的には、各プレート線は、第2の電極2
3,33から延在している。
Then, N memory units MU1NIs
Through an insulating layer (hereinafter, referred to as an interlayer insulating layer 26 for convenience)
Each memory cell has a first electrode 21,
31, the ferroelectric layers 22 and 32, and the second electrodes 23 and 33
And each memory unit MU1nAt the memory
Le MC1nMHave a common first electrode, and the common first
The electrode is a selection transistor TR1Through bit line B
L1It is connected to the. Specifically, the memory unit M
U11In the memory cell MC11MThe first electrode 21 of
Common (this common first electrode is connected to the first common node
CN11,), And the common first electrode 21 (first common electrode).
CN11) Is a selection transistor TR 1Through
Line BL1It is connected to the. Also a memory unit
MU12In the memory cell MC12MFirst electrode 31
Are common (this common first electrode is connected to the second common node
De CN12Common first electrode 31 (second common
Node CN12) Is a selection transistor TR1Through
Bit line BL1It is connected to the. Furthermore, the nth layer
(However, n = 1, 2, ..., N) Memory unit MU
1n, The m-th (however, m = 1, 2, ..., M)
Memory cell MC1 nmThe second electrodes 23 and 33 of the
[(N-1) M + m] th plate line PL(n-1) M + mTo
It is connected. In addition, this plate line PL(n-1) M + mIs
Non-volatile memory M2The second voltage of each memory cell constituting the
It is also connected to poles 23 and 33. In the fourth embodiment
More specifically, each plate line has a second electrode 2
It extends from 3,33.

【0104】選択用トランジスタTR1の一方のソース
/ドレイン領域14Aは接続孔15を介してビット線B
1に接続され、選択用トランジスタTR1の他方のソー
ス/ドレイン領域14Bは、絶縁層16に設けられた接
続孔18を介して、第1層目のメモリユニットMU11
おける共通の第1の電極21(第1の共通ノードC
11)に接続されている。更には、選択用トランジスタ
TR1の他方のソース/ドレイン領域14Bは、絶縁層
16に設けられた接続孔18、及び、層間絶縁層26に
設けられた接続孔28を介して、第2層目のメモリユニ
ットMU12における共通の第1の電極31(第2の共通
ノードCN12)に接続されている。尚、図中、参照番号
36Aは絶縁膜である。
Selection transistor TR1One source
/ Drain region 14A is connected to bit line B through connection hole 15.
L1Connected to the selection transistor TR1The other saw
The source / drain region 14B is connected to the insulating layer 16.
The first layer memory unit MU is passed through the continuous hole 18.11To
Common first electrode 21 (first common node C
N 11)It is connected to the. Furthermore, the selection transistor
TR1The other source / drain region 14B is an insulating layer.
16 to the connection hole 18 and the interlayer insulating layer 26.
The second layer memory unit is connected through the connection hole 28 provided.
MU12Common first electrode 31 (second common
Node CN12)It is connected to the. In the figure, reference numbers
36A is an insulating film.

【0105】ビット線BL1は、センスアンプSAに接
続されている。また、プレート線PL(n-1)M+mはプレー
ト線デコーダ/ドライバPDに接続されている。更に
は、ワード線WL(あるいはワード線WL1,WL2
は、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続されてい
る。ワード線WLは、図23の紙面垂直方向に延びてい
る。また、不揮発性メモリM1を構成するメモリセルM
11mの第2の電極23は、図23の紙面垂直方向に隣
接する不揮発性メモリM2を構成するメモリセルMC21m
の第2の電極と共通であり、プレート線PL(n-1)M+m
兼ねている。更には、不揮発性メモリM1を構成するメ
モリセルMC12mの第2の電極33は、図23の紙面垂
直方向に隣接する不揮発性メモリM2を構成するメモリ
セルMC22mの第2の電極と共通であり、プレート線P
(n-1)M+mを兼ねている。また、ワード線WLは、不揮
発性メモリM1を構成する選択用トランジスタTR1と、
図23の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリM2
構成する選択用トランジスタTR2とで共通である。
The bit line BL 1 is connected to the sense amplifier SA. The plate line PL (n-1) M + m is connected to the plate line decoder / driver PD. Furthermore, the word line WL (or the word lines WL 1 and WL 2 )
Are connected to the word line decoder / driver WD. The word line WL extends in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. In addition, the memory cell M that constitutes the nonvolatile memory M 1
The second electrode 23 of C 11m is a memory cell MC 21m that constitutes the nonvolatile memory M 2 that is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Common to the second electrode of, and also serves as the plate line PL (n-1) M + m . Further, the second electrode 33 of the memory cell MC 12m that constitutes the nonvolatile memory M 1 is the same as the second electrode of the memory cell MC 22m that constitutes the nonvolatile memory M 2 that is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Common and plate line P
Also serves as L (n-1) M + m . The word line WL includes a selection transistor TR 1 that constitutes the nonvolatile memory M 1 ,
This is also common to the selection transistor TR 2 that constitutes the nonvolatile memory M 2 that is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

【0106】そして、M×N本のプレート線と共通の第
1の電極(第1の共通ノードCN11,第2の共通ノード
CN12)とを短絡する回路を備えている。あるいは又、
共通の第1の電極(第1の共通ノードCN11,第2の共
通ノードCN12)を接地するためのスイッチング用トラ
ンジスタTRS1を備えている。尚、短絡回路は、具体的
には、スイッチング用トランジスタTRS1と、プレート
線デコーダ/ドライバPDに設けられ、プレート線PL
(n-1)M+mを接地するためのトランジスタ(図示せず)か
ら構成されている。スイッチング用トランジスタTRS1
の作動を制御するワード線WLSは、ワード線デコーダ
/ドライバWDに接続されている。尚、図23の紙面垂
直方向に隣接する不揮発性メモリM2を構成するスイッ
チング用トランジスタTRS2の作動も、ワード線WLS
によって制御される。また、スイッチング用トランジス
タTRS1の一方のソース/ドレイン領域は、選択用トラ
ンジスタTR1の他方のソース/ドレイン領域14Bと
共通であり、スイッチング用トランジスタTRS1の他方
のソース/ドレイン領域14Cは、接地線(図示せず)
に接続されている。
A circuit for short-circuiting the M × N plate lines and the common first electrode (first common node CN 11 , second common node CN 12 ) is provided. Alternatively,
The switching transistor TR S1 for grounding the common first electrode (the first common node CN 11 and the second common node CN 12 ) is provided. The short circuit is specifically provided in the switching transistor TR S1 and the plate line decoder / driver PD, and is connected to the plate line PL.
It is composed of a transistor (not shown) for grounding (n-1) M + m . Switching transistor TR S1
The word line WL S for controlling the operation of is connected to the word line decoder / driver WD. Also the operation of the switching transistor TR S2 constituting the nonvolatile memory M 2 adjacent in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 23, the word line WL S
Controlled by. Further, one source / drain region of the switching transistor TR S1 is common and the other source / drain region 14B of the selection transistor TR 1, the other source / drain region 14C of the switching transistor TR S1 is grounded Line (not shown)
It is connected to the.

【0107】図24の(A)及び図25に回路図を示す
不揮発性メモリM1,M2において、不揮発性メモリ
1,M2を構成する選択用トランジスタTR1,TR2
同じワード線WLに接続されている。そして、対となっ
たメモリセルMC1nm,MC2nm(n=1,2・・・,
N、及び、m=1,2・・・,M)に相補的なデータが
記憶される。例えば、メモリセルMC1nm,MC2nm(こ
こで、mは1,2,3,4のいずれか)に記憶されたデ
ータを読み出す場合、ワード線WLを選択し、プレート
線PL(n-1)M+m以外のプレート線には、例えば(1/
2)Vccの電圧を印加した状態で、プレート線PL
(n-1)M+mを駆動する。ここで、Vccは、例えば、電源電
圧である。これによって、相補的なデータが、対となっ
たメモリセルMC1nm,MC2nmから選択用トランジスタ
TR1,TR2を介して対となったビット線BL1,BL2
に電圧(ビット線電位)として現れる。そして、かかる
対となったビット線BL1,BL2の電圧(ビット線電
位)を、センスアンプSAで検出する。
[0107] In the nonvolatile memory M 1, M 2, which shows a circuit diagram in (A) and 25 in FIG. 24, the selection transistor TR 1 constituting the nonvolatile memory M 1, M 2, TR 2 is the same word line It is connected to WL. Then, the paired memory cells MC 1nm , MC 2nm (n = 1, 2, ...,
Data complementary to N and m = 1, 2, ..., M) is stored. For example, when reading the data stored in the memory cells MC 1nm and MC 2nm (where m is one of 1, 2, 3, and 4), the word line WL is selected and the plate line PL (n-1) is selected. For plate lines other than M + m , for example, (1 /
2) With the voltage of V cc applied, plate line PL
Drive (n-1) M + m . Here, V cc is, for example, a power supply voltage. As a result, complementary data is transmitted from the paired memory cells MC 1nm and MC 2nm via the selection transistors TR 1 and TR 2 to the paired bit lines BL 1 and BL 2.
Appears as a voltage (bit line potential). Then, the sense amplifier SA detects the voltage (bit line potential) of the paired bit lines BL 1 and BL 2 .

【0108】不揮発性メモリM1,M2を構成する選択用
トランジスタTR1,TR2を、それぞれ、異なるワード
線WL1,WL2に接続し、メモリセルMC1nm,MC2nm
を独立して制御し、対となったビット線BL1,BL2
一方に参照電圧を印加することによって、メモリセルM
1nm,MC2nmのそれぞれからデータを読み出すことも
できる。このような構成を採用する場合の回路図は、図
24の(B)及び図26を参照のこと。尚、選択用トラ
ンジスタTR1,TR2を同時に駆動すれば、図24の
(A)及び図25に示した回路と等価となる。
The selection transistors TR 1 and TR 2 forming the nonvolatile memories M 1 and M 2 are connected to different word lines WL 1 and WL 2 , respectively, and the memory cells MC 1nm and MC 2nm are connected.
Are independently controlled to apply a reference voltage to one of the paired bit lines BL 1 and BL 2 so that the memory cell M
Data can also be read from each of C 1nm and MC 2nm . For circuit diagrams when such a structure is adopted, see FIGS. 24B and 26. If the selecting transistors TR 1 and TR 2 are driven at the same time, the circuit becomes equivalent to the circuit shown in FIG. 24 (A) and FIG. 25.

【0109】このように、各メモリセルMC1nm,MC
2nm(n=1,2であり、m=1,2,3,4)のそれ
ぞれに1ビットがデータとして記憶され(図24の
(B)及び図26参照)、あるいは又、対となったメモ
リセルMC1nm,MC2nmに相補的なデータが1ビットと
して記憶される(図24の(A)及び図25参照)。実
際の不揮発性メモリにおいては、この8ビットあるいは
4ビットを記憶するメモリユニットの集合がアクセス単
位ユニットとしてアレイ状に配設されている。そして、
選択用トランジスタのワード線WL(WL1,WL2)、
プレート線PL(n-1)M +mが共有された複数のアクセス単
位ユニット(メモリブロック)に対して、一括して、デ
ータの書き込み、あるいは、データの読み出し及び再書
き込みを行う。即ち、メモリブロックにおいては、全て
の不揮発性メモリが一括して、順次、作動状態となり、
あるいは又、一括して不作動(待機)状態となる。
In this way, each memory cell MC 1nm , MC
One bit is stored as data in each of 2 nm (n = 1, 2, m = 1, 2, 3, 4) (see FIG. 24 (B) and FIG. 26) or a pair. Data complementary to the memory cells MC 1nm and MC 2nm is stored as 1 bit (see (A) of FIG. 24 and FIG. 25). In an actual non-volatile memory, a set of memory units storing 8 bits or 4 bits is arranged in an array as an access unit. And
Word line WL (WL 1 , WL 2 ) of the transistor for selection,
Data is written, or data is read and rewritten collectively to a plurality of access unit units (memory blocks) in which the plate line PL (n-1) M + m is shared. That is, in the memory block, all the non-volatile memories are collectively put into an operating state,
Alternatively, they are all inoperative (standby).

【0110】Mの値は4に限定されない。Mの値は、M
≧2を満足すればよく、実際的なMの値として、例え
ば、2のべき数(2,4,8,16・・・)を挙げるこ
とができる。また、Nの値は、N≧2を満足すればよ
く、実際的なNの値として、例えば、2のべき数(2,
4,8・・・)を挙げることができる。
The value of M is not limited to 4. The value of M is M
It is only necessary to satisfy ≧ 2, and as a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4, 8, 16 ...) Can be cited. Further, the value of N only needs to satisfy N ≧ 2, and as a practical value of N, for example, a power of 2 (2,
4, 8 ...).

【0111】対となった不揮発性メモリにおける一対の
選択用トランジスタTR1及びTR2は、ワード線WL、
及び、対となったビット線BL1,BL2によって囲まれ
た領域を占めている。従って、仮に、ワード線及びビッ
ト線が最短ピッチで配置されるとすると、対となった不
揮発性メモリにおける一対の選択用トランジスタTR 1
及びTR2の最小面積は、8F2である。しかしながら、
一対の選択用トランジスタTR1,TR2を、M組の対と
なったメモリセルMC11m,MC12m,MC21m,MC22m
(m=1,2・・・,M)で共有するが故に、1ビット
当たりの選択用トランジスタTR1,TR2の数が少なく
て済み、また、ワード線WLの配置も緩やかなので、不
揮発性メモリの縮小化を図り易い。しかも、周辺回路に
ついても、1本のワード線デコーダ/ドライバWDとM
本のプレート線デコーダ/ドライバPDでMビットを選
択することができる。従って、このような構成を採用す
ることで、セル面積が8F2に近いレイアウトを実現可
能であり、DRAM並のチップサイズを実現することが
できる。
A pair of non-volatile memories in a pair
Selection transistor TR1And TR2Is the word line WL,
And a pair of bit lines BL1, BL2Surrounded by
Occupied area. Therefore, if the word line and bit
If the wires are placed at the shortest pitch, the
A pair of selection transistors TR in a volatile memory 1
And TR2Area is 8F2Is. However,
A pair of selection transistors TR1, TR2With M pairs
Memory cell MC11m, MC12m, MC21m, MC22m
1 bit because it is shared by (m = 1, 2, ..., M)
Per-selection transistor TR1, TR2The number of
In addition, since the arrangement of the word lines WL is loose,
It is easy to reduce the size of the volatile memory. Moreover, in the peripheral circuit
Even with one word line decoder / driver WD and M
Select M bit with book plate line decoder / driver PD
You can choose. Therefore, such a configuration is adopted.
As a result, the cell area is 8F2Realize a layout close to
It is possible to realize a chip size comparable to DRAM.
it can.

【0112】(実施の形態5)実施の形態5は、本発明
の第2の態様(より具体的には、第2Bの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態5の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図27に示す。更には、
実施の形態5の不揮発性メモリの概念的な回路図を図2
8の(A)及び(B)に示し、図28の(A)の概念的
な回路図のより具体的な回路図を図29に示し、図28
の(B)の概念的な回路図のより具体的な回路図を図3
0に示す。尚、図28、図29及び図30には、2つの
不揮発性メモリM1,M2を図示するが、これらの不揮発
性メモリM1,M2の構造は同一であり、以下において
は、不揮発性メモリM1に関しての説明を行う。
(Embodiment 5) Embodiment 5 relates to a nonvolatile memory according to the second aspect (more specifically, the second B aspect) of the present invention. FIG. 27 shows a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the fifth embodiment, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit lines. Furthermore,
FIG. 2 is a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the fifth embodiment.
8A and 8B, a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 28A is shown in FIG.
3B is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG.
It shows in 0. 28, 29 and 30 show two non-volatile memories M 1 and M 2 , the non-volatile memories M 1 and M 2 have the same structure. The memory M 1 will be described.

【0113】実施の形態5の不揮発性メモリM1は、共
通の第1の電極(共通ノードCN11,CN12)を接地す
るためのスイッチング用トランジスタTRS1の代わり
に、共通の第1の電極(共通ノードCN11,CN12)を
接地するための高抵抗素子R1を備えている点を除き、
実施の形態4の不揮発性メモリと同様の構造を有してい
るので、詳細な説明は省略する。高抵抗素子R1は、抵
抗値が1×106Ω(1MΩ)乃至1×1012Ω(1T
Ω)のポリシリコン層から構成されている。尚、高抵抗
素子R1と、プレート線デコーダ/ドライバPDに設け
られ、プレート線PL(n-1)M+mを接地するためのトラン
ジスタ(図示せず)によって、M×N本のプレート線と
共通の第1の電極(共通ノードCN11,CN12)とを短
絡する回路が構成される。
The nonvolatile memory M 1 of the fifth embodiment has a common first electrode instead of the switching transistor TR S1 for grounding the common first electrode (common nodes CN 11 and CN 12 ). Except that a high resistance element R 1 for grounding (common nodes CN 11 and CN 12 ) is provided,
Since it has the same structure as the nonvolatile memory of the fourth embodiment, detailed description thereof will be omitted. The high resistance element R 1 has a resistance value of 1 × 10 6 Ω (1 MΩ) to 1 × 10 12 Ω (1T
Ω) polysilicon layer. The high resistance element R 1 and a transistor (not shown ) provided in the plate line decoder / driver PD for grounding the plate line PL (n-1) M + m are used to provide M × N plate lines. And a common first electrode (common nodes CN 11 and CN 12 ) are short-circuited.

【0114】高抵抗素子R1は、[工程−100]にお
いてMOS型トランジスタを製造する際、半導体基板1
0上に形成すればよい。高抵抗素子R1の一端は、選択
用トランジスタTR1の他方のソース/ドレイン領域1
4Bに接続されている。また、高抵抗素子R1の他端
は、接地線14Dに接続されている。
The high resistance element R 1 is used for the semiconductor substrate 1 when the MOS type transistor is manufactured in [Step-100].
It may be formed on the surface 0. One end of the high-resistance element R 1, the other source / drain region 1 of the selection transistor TR 1
4B is connected. The other end of the high resistance element R 1 is connected to the ground line 14D.

【0115】図28の(A)及び図29に回路図を示し
た不揮発性メモリの作動は、図24の(A)及び図25
に回路図を示した不揮発性メモリの作動と同様とするこ
とができ、図28の(B)及び図30に回路図を示した
不揮発性メモリの作動は、図24の(B)及び図26に
回路図を示した不揮発性メモリの作動と同様とすること
ができるので、詳細な説明は省略する。
The operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIGS. 28A and 29 is the same as that shown in FIGS.
The operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 28 can be similar to the operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 28B and FIG. Since the operation can be the same as that of the nonvolatile memory whose circuit diagram is shown in FIG.

【0116】(実施の形態6)実施の形態6は、本発明
の第3の態様(より具体的には、第3Aの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態6の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図31に示す。更には、
実施の形態6の不揮発性メモリの概念的な回路図を図3
2〜図34に示し、図32の概念的な回路図のより具体
的な回路図を図35に示し、図34の概念的な回路図の
より具体的な回路図を図36に示す。尚、図32〜図3
4には、2つの不揮発性メモリM1,M2を図示するが、
これらの不揮発性メモリM1,M2の構造は同一であり、
以下においては、不揮発性メモリM1に関しての説明を
行う。
(Embodiment 6) Embodiment 6 relates to a non-volatile memory according to a third aspect (more specifically, the 3A aspect) of the present invention. FIG. 31 is a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the sixth embodiment taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of bit lines. Furthermore,
FIG. 3 is a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the sixth embodiment.
2 to 34, a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 32 is shown in FIG. 35, and a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 34 is shown in FIG. 36. 32 to 3
Two nonvolatile memories M 1 and M 2 are shown in FIG.
The nonvolatile memories M 1 and M 2 have the same structure,
In the following, the nonvolatile memory M 1 will be described.

【0117】実施の形態6の不揮発性メモリM1は、
(A)ビット線BL1と、(B)N個(但し、N≧2で
あり、実施の形態6においては、N=2)の選択用トラ
ンジスタTR11,TR12と、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2であり、実施の形態6においては、M=4)
のメモリセルMC11M,MC12Mから構成された、N個の
メモリユニットMU 11,MU12と、(D)M本のプレー
ト線PLM、から成る。
Nonvolatile memory M of the sixth embodiment1Is
(A) Bit line BL1And (B) N (however, if N ≧ 2,
Yes, in the sixth embodiment, N = 2)
Register TR11, TR12And (C) are each M (however
However, M ≧ 2, and in the sixth embodiment, M = 4).
Memory cell MC11M, MC12MConsists of N
Memory unit MU 11, MU12And (D) M plays
Line PLM, Consists of.

【0118】そして、N個のメモリユニットMU1Nは、
絶縁層(層間絶縁層26)を介して積層されている。各
メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極と
から成る。具体的には、第1番目(以下、第1層目と呼
ぶ)のメモリユニットMU11を構成する各メモリセルM
11Mは、第1の電極21と強誘電体層22と第2の電
極23とから成り、第2番目(以下、第2層目と呼ぶ)
のメモリユニットMU 12を構成する各メモリセルMC
12Mは、第1の電極31と強誘電体層32と第2の電極
33とから成る。更には、各メモリユニットMU1nにお
いて、メモリセルMC1nmの第1の電極21,31は共
通である。具体的には、第1層目のメモリユニットMU
11において、メモリセルMC11Mの第1の電極21は共
通である。この共通の第1の電極21を第1の共通ノー
ドCN11と呼ぶ場合がある。また、第2層目のメモリユ
ニットMU12において、メモリセルMC12Mの第1の電
極31は共通である。この共通の第1の電極31を第2
の共通ノードCN12と呼ぶ場合がある。更には、第n番
目(但し、n=1,2・・・,Nであり、以下、第n層
目と呼ぶ)のメモリユニットMU1nにおいて、第m番目
(但し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の
電極23,33は、メモリユニットMU1n間で共通とさ
れた第m番目のプレート線PLmに接続されている。実
施の形態6においては、より具体的には、各プレート線
は、第2の電極23,33から延在している。
Then, N memory units MU1NIs
They are stacked with an insulating layer (interlayer insulating layer 26) interposed therebetween. each
The memory cell has a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode.
Consists of. Specifically, the first (hereinafter referred to as the first layer)
BU) memory unit MU11Each memory cell M constituting the
C11MIs the first electrode 21, the ferroelectric layer 22 and the second electrode.
It is composed of the pole 23 and is the second (hereinafter referred to as the second layer)
Memory unit MU 12Memory cells MC configuring
12MIs the first electrode 31, the ferroelectric layer 32, and the second electrode
33 and 33. Furthermore, each memory unit MU1nTo
Memory cell MC1 nmThe first electrodes 21 and 31 of
It is common. Specifically, the first layer memory unit MU
11In the memory cell MC11MThe first electrode 21 of
It is common. This common first electrode 21 is connected to the first common
De CN11Sometimes called. In addition, the second layer memory unit
Knit MU12In the memory cell MC12MThe first electric
The pole 31 is common. This common first electrode 31
Common node CN12Sometimes called. Furthermore, the nth
Eye (however, n = 1, 2, ..., N, and hereinafter, nth layer
Memory unit MU)1nIn the m-th
(However, m = 1, 2 ..., M)
The electrodes 23 and 33 are connected to the memory unit MU.1nCommon between
M-th plate line PLmIt is connected to the. Fruit
In the sixth embodiment, more specifically, each plate line
Extend from the second electrodes 23, 33.

【0119】第n層目(但し、n=1,2・・・,N)
のメモリユニットMU1nにおける共通の第1の電極は、
第n番目の選択用トランジスタTR1nを介してビット線
BL 1に接続されている。具体的には、各選択用トラン
ジスタTR11,TR12の一方のソース/ドレイン領域1
4Aはビット線BL1に接続され、第1番目の選択用ト
ランジスタTR11の他方のソース/ドレイン領域14B
は、絶縁層16に設けられた接続孔18を介して、第1
層目のメモリユニットMU11における共通の第1の電極
21(第1の共通ノードCN11)に接続されている。ま
た、第2番目の選択用トランジスタTR12の他方のソー
ス/ドレイン領域14Bは、絶縁層16に設けられた接
続孔18、パッド部25、及び、層間絶縁層26に設け
られた接続孔28を介して、第2層目のメモリユニット
MU12における共通の第1の電極31(第2の共通ノー
ドCN12)に接続されている。
The nth layer (however, n = 1, 2, ..., N)
Memory unit MU1nThe common first electrode in
Nth selection transistor TR1nThrough bit line
BL 1It is connected to the. Specifically, each selection
Dista TR11, TR12One source / drain region 1
4A is a bit line BL1Connected to the first selection gate
Langista TR11The other source / drain region 14B
Through the connection hole 18 provided in the insulating layer 16
Layer memory unit MU11Common first electrode in
21 (first common node CN11)It is connected to the. Well
The second selection transistor TR12The other saw
The source / drain region 14B is connected to the insulating layer 16.
Provided in the continuous hole 18, the pad portion 25, and the interlayer insulating layer 26
The second layer memory unit through the connection hole 28 formed.
MU12Common first electrode 31 (second common
De CN12)It is connected to the.

【0120】ビット線BL1は、センスアンプSAに接
続されている。また、プレート線PLMはプレート線デ
コーダ/ドライバPDに接続されている。更には、ワー
ド線WL1,WL2(あるいはワード線WL11,WL12
WL21,WL22)は、ワード線デコーダ/ドライバWD
に接続されている。ワード線WL1,WL2は、図31の
紙面垂直方向に延びている。また、不揮発性メモリM1
を構成するメモリセルMC11mの第2の電極23は、図
31の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリM2を構
成するメモリセルMC21mの第2の電極と共通であり、
プレート線PLmを兼ねている。更には、不揮発性メモ
リM1を構成するメモリセルMC12mの第2の電極33
は、図31の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリM
2を構成するメモリセルMC22mの第2の電極と共通であ
り、プレート線PLmを兼ねている。これらのプレート
線PLmは、図示しない領域において接続されている。
また、ワード線WL1は、不揮発性メモリM1を構成する
選択用トランジスタTR11と、図31の紙面垂直方向に
隣接する不揮発性メモリM2を構成する選択用トランジ
スタTR21とで共通である。更には、ワード線WL
2は、不揮発性メモリM1を構成する選択用トランジスタ
TR12と、図31の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メ
モリM2を構成する選択用トランジスタTR22とで共通
である。
The bit line BL 1 is connected to the sense amplifier SA. Further, the plate line PL M is connected to the plate line decoder / driver PD. Furthermore, word lines WL 1 and WL 2 (or word lines WL 11 and WL 12 ,
WL 21 and WL 22 ) are word line decoders / drivers WD
It is connected to the. The word lines WL 1 and WL 2 extend in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. In addition, the nonvolatile memory M 1
The second electrode 23 of the memory cell MC 11m forming the memory cell MC 21m is common to the second electrode of the memory cell MC 21m forming the nonvolatile memory M 2 which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
It also serves as the plate line PL m . Furthermore, the second electrode 33 of the memory cell MC 12m forming the nonvolatile memory M 1
Is a non-volatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
It is also common to the second electrode of the memory cell MC 22m constituting 2 and also serves as the plate line PL m . These plate lines PL m are connected in a region (not shown).
Further, the word line WL 1 is common to the selection transistor TR 11 which constitutes the non-volatile memory M 1 and the selection transistor TR 21 which constitutes the non-volatile memory M 2 which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. . Furthermore, the word line WL
2 is common to the selection transistor TR 12 which constitutes the non-volatile memory M 1 and the selection transistor TR 22 which constitutes the non-volatile memory M 2 which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

【0121】そして、M本のプレート線とN個の共通の
第1の電極(第1の共通ノードCN 11、第2の共通ノー
ドCN12)とを短絡する回路を備えている。あるいは
又、各共通の第1の電極(第1の共通ノードCN1、第
2の共通ノードCN12)を接地するためのスイッチング
用トランジスタTRS11,TRS12を備えている。尚、短
絡回路は、具体的には、スイッチング用トランジスタT
S11,TRS12と、プレート線デコーダ/ドライバPD
に設けられ、プレート線PLmを接地するためのトラン
ジスタ(図示せず)から構成されている。スイッチング
用トランジスタTRS11,TRS12の作動を制御するワー
ド線WLSは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続
されている。また、スイッチング用トランジスタTR
S11の一方のソース/ドレイン領域は、第1の選択用ト
ランジスタTR11の他方のソース/ドレイン領域14B
と共通であり、スイッチング用トランジスタTRS12
一方のソース/ドレイン領域は、第2の選択用トランジ
スタTR12の他方のソース/ドレイン領域14Bと共通
である。更には、スイッチング用トランジスタT
S11,TRS12の他方のソース/ドレイン領域14C
は、接地線(図示せず)に接続されている。
Then, M plate lines and N common lines are used.
First electrode (first common node CN 11, The second common no
De CN12) And a circuit to short-circuit. Or
In addition, each common first electrode (first common node CN1, First
2 common nodes CN12) To ground
Transistor TRS11, TRS12Is equipped with. Incidentally, short
Specifically, the junction circuit is a switching transistor T.
RS11, TRS12And plate line decoder / driver PD
Installed on the plate line PLmTran for grounding
It is composed of a register (not shown). Switching
Transistor TRS11, TRS12That controls the operation of
Line WLSConnected to word line decoder / driver WD
Has been done. In addition, the switching transistor TR
S11One source / drain region is the first selection transistor.
Langista TR11The other source / drain region 14B
Common with the switching transistor TRS12of
One source / drain region is the second selection transistor.
Star TR12Common to the other source / drain region 14B of
Is. Furthermore, the switching transistor T
RS11, TRS12The other source / drain region 14C
Is connected to a ground wire (not shown).

【0122】図32及び図35に回路図を示す不揮発性
メモリM1,M2において、不揮発性メモリM1,M2を構
成する選択用トランジスタTR1n,TR2nは同じワード
線WLnに接続されている。そして、対となったメモリ
セルMC1nm,MC2nm(n=1,2、及び、m=1,2
・・・,M)に相補的なデータが記憶される。例えば、
メモリセルMC11m,MC21m(ここで、mは1,2,
3,4のいずれか)に記憶されたデータを読み出す場
合、ワード線WL1を選択し、プレート線PLj(m≠
j)には、例えば(1/2)Vccの電圧を印加した状態
で、プレート線PLmを駆動する。これによって、相補
的なデータが、対となったメモリセルMC11m,MC21m
から選択用トランジスタTR11,TR21を介して対とな
ったビット線BL1,BL2に電圧(ビット線電位)とし
て現れる。そして、かかる対となったビット線BL1
BL2の電圧(ビット線電位)を、センスアンプSAで
検出する。
In the nonvolatile memories M 1 and M 2 whose circuit diagrams are shown in FIGS. 32 and 35, the selection transistors TR 1n and TR 2n forming the nonvolatile memories M 1 and M 2 are connected to the same word line WL n . Has been done. Then, the paired memory cells MC 1nm and MC 2nm (n = 1, 2 and m = 1, 2)
,, M) is stored as complementary data. For example,
Memory cells MC 11m , MC 21m (where m is 1, 2,
When reading the data stored in any one of 3 and 4, the word line WL 1 is selected and the plate line PL j (m ≠) is selected.
In j), the plate line PL m is driven with a voltage of (1/2) V cc applied, for example. As a result, complementary data is stored in the paired memory cells MC 11m and MC 21m.
Appears as a voltage (bit line potential) on the paired bit lines BL 1 and BL 2 via the selection transistors TR 11 and TR 21 . Then, the paired bit lines BL 1 ,
The voltage of BL 2 (bit line potential) is detected by the sense amplifier SA.

【0123】不揮発性メモリM1,M2を構成する選択用
トランジスタTR11,TR12,TR 21,TR22を、それ
ぞれ、異なるワード線WL11,WL12,WL21,WL22
に接続し、メモリセルMC1nm,MC2nmを独立して制御
し、対となったビット線BL 1,BL2の一方に参照電圧
を印加することによって、メモリセルMC1nm,MC2 nm
のそれぞれからデータを読み出すこともできる。このよ
うな構成を採用する場合の回路図は、図34及び図36
を参照のこと。尚、選択用トランジスタTR11,TR21
を同時に駆動し、選択用トランジスタTR12,TR22
同時に駆動すれば、図32及び図35に示した回路と等
価となる。
Nonvolatile memory M1, M2For selection to make up
Transistor TR11, TR12, TR twenty one, TRtwenty twoTo it
Different word lines WL11, WL12, WLtwenty one, WLtwenty two
Connected to the memory cell MC1 nm, MC2 nmControl independently
And paired bit lines BL 1, BL2Reference voltage on one side
Memory cell MC by applying1 nm, MC2 nm
It is also possible to read data from each of the. This
34 and 36 are circuit diagrams when adopting such a configuration.
checking ... In addition, the selection transistor TR11, TRtwenty one
Drive simultaneously and select transistor TR12, TRtwenty twoTo
If they are driven at the same time, the circuits shown in FIG. 32 and FIG.
It is worth it.

【0124】このように、各メモリセルMC1nm,MC
2nm(n=1,2であり、m=1,2,3,4)のそれ
ぞれに1ビットがデータとして記憶され(図34及び図
36参照)、あるいは又、対となったメモリセルMC
1nm,MC2nmに相補的なデータが1ビットとして記憶さ
れる(図32及び図35参照)。実際の不揮発性メモリ
においては、この8ビットあるいは4ビットを記憶する
メモリユニットの集合がアクセス単位ユニットとしてア
レイ状に配設されている。そして、選択用トランジスタ
のワード線WL1,WL2(あるいは、ワード線WL11
WL12,WL21,WL22)、プレート線PLMが共有さ
れた複数のアクセス単位ユニット(メモリブロック)に
対して、一括して、データの書き込み、あるいは、デー
タの読み出し及び再書き込みを行う。即ち、メモリブロ
ックにおいては、全ての不揮発性メモリが一括して、順
次、作動状態となり、あるいは又、一括して不作動(待
機)状態となる。
In this way, each memory cell MC 1nm , MC
One bit is stored as data in each of 2 nm (n = 1, 2, m = 1, 2, 3, 4) (see FIGS. 34 and 36) or a pair of memory cells MC.
Data complementary to 1 nm and MC 2 nm is stored as 1 bit (see FIGS. 32 and 35). In an actual non-volatile memory, a set of memory units storing 8 bits or 4 bits is arranged in an array as an access unit. Then, word lines WL 1 and WL 2 (or word lines WL 11 and
WL 12, WL 21, WL 22 ), to the plate line PL M is shared multiple access units (memory blocks), and collectively performs the data write or read and rewrite data. That is, in the memory block, all the non-volatile memories are collectively brought into operation sequentially, or are collectively brought into non-operation (standby) state.

【0125】Mの値は4に限定されない。Mの値は、M
≧2を満足すればよく、実際的なMの値として、例え
ば、2のべき数(2,4,8,16・・・)を挙げるこ
とができる。また、Nの値は、N≧2を満足すればよ
く、実際的なNの値として、例えば、2のべき数(2,
4,8・・・)を挙げることができる。
The value of M is not limited to 4. The value of M is M
It is only necessary to satisfy ≧ 2, and as a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4, 8, 16 ...) Can be cited. Further, the value of N only needs to satisfy N ≧ 2, and as a practical value of N, for example, a power of 2 (2,
4, 8 ...).

【0126】図32の変形例の概念的な回路図を図33
に示す。図33に示す回路図にあっては、第1の選択用
トランジスタTR11,TR21、第2の選択用トランジス
タTR12,TR22の一方のソース/ドレイン領域と、ビ
ット線BL1,BL2との間にスイッチング用トランジス
タTRS1,TRS2、及び、制御用トランジスタTRC1
TRC2が設けられている。不揮発性メモリの作動時に
は、制御用トランジスタTRC1,TRC2がオン状態とな
り、スイッチング用トランジスタTRS1,TRS2はオフ
状態となる。一方、不揮発性メモリの不作動時(待機
時)には、制御用トランジスタTRC1,TRC2がオフ状
態となり、スイッチング用トランジスタTR S1,T
S2、選択用トランジスタTR11,TR12,TR21,T
22はオン状態となる。制御用トランジスタTRC1,T
C2は制御用ワード線WLCによって制御され、制御用
ワード線WLCは、ワード線デコーダ/ドライバWDに
接続されている。
A conceptual circuit diagram of the modification of FIG. 32 is shown in FIG.
Shown in. In the circuit diagram shown in FIG. 33, the first selection
Transistor TR11, TRtwenty one, The second selection transistor
TR12, TRtwenty twoOne of the source / drain regions and the
Line BL1, BL2Switching transistor between
TRS1, TRS2And a control transistor TRC1
TRC2Is provided. When the non-volatile memory is operating
Is a control transistor TRC1, TRC2Is turned on
Switching transistor TRS1, TRS2Is off
It becomes a state. On the other hand, when the non-volatile memory is inactive (standby
When), the control transistor TRC1, TRC2Is off
And the switching transistor TR S1, T
RS2, Selection transistor TR11, TR12, TRtwenty one, T
Rtwenty twoIs turned on. Control transistor TRC1, T
RC2Is the control word line WLCControlled by and for control
Word line WLCIs the word line decoder / driver WD
It is connected.

【0127】(実施の形態7)実施の形態7は、本発明
の第3の態様(より具体的には、第3Bの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態7の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図37に示す。更には、
実施の形態7の不揮発性メモリの概念的な回路図を図3
8〜図40に示し、図38の概念的な回路図のより具体
的な回路図を図41に示し、図40の概念的な回路図の
より具体的な回路図を図42に示す。尚、図38〜図4
0には、2つの不揮発性メモリM1,M2を図示するが、
これらの不揮発性メモリM1,M2の構造は同一であり、
以下においては、不揮発性メモリM1に関しての説明を
行う。
(Embodiment 7) Embodiment 7 relates to a non-volatile memory according to a third aspect (more specifically, a 3B aspect) of the present invention. FIG. 37 shows a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the seventh embodiment taken along a virtual vertical plane that is parallel to the extending direction of the bit lines. Furthermore,
FIG. 3 is a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the seventh embodiment.
8 to 40, a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 38 is shown in FIG. 41, and a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram of FIG. 40 is shown in FIG. 38 to 4
Two nonvolatile memories M 1 and M 2 are shown in FIG.
The nonvolatile memories M 1 and M 2 have the same structure,
In the following, the nonvolatile memory M 1 will be described.

【0128】実施の形態7の不揮発性メモリM1は、共
通の第1の電極(共通ノードCN11,CN12)を接地す
るためのスイッチング用トランジスタTRS11,TRS12
の代わりに、共通の第1の電極(共通ノードCN11,C
12)を接地するための高抵抗素子R11,R12を備えて
いる点を除き、実施の形態6の不揮発性メモリと同様の
構造を有しているので、詳細な説明は省略する。高抵抗
素子R11,R12は、抵抗値が1×106Ω(1MΩ)乃
至1×1012Ω(1TΩ)のポリシリコン層から構成さ
れている。尚、高抵抗素子R11,R12と、プレート線デ
コーダ/ドライバPDに設けられ、プレート線PLm
接地するためのトランジスタ(図示せず)によって、M
本のプレート線とN個の共通の第1の電極とを短絡する
回路が構成される。
The nonvolatile memory M 1 of the seventh embodiment has switching transistors TR S11 and TR S12 for grounding the common first electrode (common nodes CN 11 and CN 12 ).
Instead of the common first electrode (common nodes CN 11 , C
Since it has the same structure as the nonvolatile memory of the sixth embodiment except that it has high resistance elements R 11 and R 12 for grounding N 12 ), detailed description thereof will be omitted. The high resistance elements R 11 and R 12 are composed of a polysilicon layer having a resistance value of 1 × 10 6 Ω (1 MΩ) to 1 × 10 12 Ω (1 TΩ). The high resistance elements R 11 and R 12 and the transistor (not shown) provided in the plate line decoder / driver PD for grounding the plate line PL m
A circuit for short-circuiting the plate line of the book and the N common first electrodes is configured.

【0129】高抵抗素子R11,R12は、[工程−10
0]においてMOS型トランジスタを製造する際、半導
体基板10上に形成すればよい。高抵抗素子R11,R12
の一端は、選択用トランジスタTR11,TR12の他方の
ソース/ドレイン領域14Bに接続されている。また、
高抵抗素子R11,R12の他端は、接地線14Dに接続さ
れている。
The high resistance elements R 11 and R 12 are formed according to [Step-10
0], the MOS transistor may be formed on the semiconductor substrate 10. High resistance element R 11 , R 12
Is connected to the other source / drain region 14B of the selecting transistors TR 11 and TR 12 . Also,
The other ends of the high resistance elements R 11 and R 12 are connected to the ground line 14D.

【0130】尚、図38の変形例の概念的な回路図を図
39に示す。図39に示す回路図にあっては、第1の選
択用トランジスタTR11,TR21、第2の選択用トラン
ジスタTR12,TR22の一方のソース/ドレイン領域
と、ビット線BL1,BL2との間に高抵抗素子R1
2、及び、制御用トランジスタTRC1,TRC2が設け
られている。不揮発性メモリの作動時には、制御用トラ
ンジスタTRC1,TRC2がオン状態となる。一方、不揮
発性メモリの不作動時(待機時)には、制御用トランジ
スタTRC1,TRC2がオフ状態となり、選択用トランジ
スタTR11,TR12,TR21,TR22はオン状態とな
る。制御用トランジスタTRC1,TRC2は制御用ワード
線WLCによって制御され、制御用ワード線WLCは、ワ
ード線デコーダ/ドライバWDに接続されている。
A conceptual circuit diagram of the modification of FIG. 38 is shown in FIG. In the circuit diagram shown in FIG. 39, one of the source / drain regions of the first selection transistors TR 11 and TR 21 and the second selection transistors TR 12 and TR 22 and the bit lines BL 1 and BL 2 are included. Between the high resistance element R 1 ,
R 2 and control transistors TR C1 and TR C2 are provided. When the nonvolatile memory operates, the control transistors TR C1 and TR C2 are turned on. On the other hand, when the nonvolatile memory is inoperative (standby), the control transistors TR C1 and TR C2 are turned off and the selection transistors TR 11 , TR 12 , TR 21 and TR 22 are turned on. The control transistors TR C1 and TR C2 are controlled by the control word line WL C , and the control word line WL C is connected to the word line decoder / driver WD.

【0131】図38及び図41に回路図を示した不揮発
性メモリの作動は、図32及び図35に回路図を示した
不揮発性メモリの作動と同様とすることができ、図40
及び図42に回路図を示した不揮発性メモリの作動は、
図34及び図36に回路図を示した不揮発性メモリの作
動と同様とすることができるので、詳細な説明は省略す
る。
The operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIGS. 38 and 41 can be the same as the operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 32 and FIG.
And the operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIG.
The operation can be similar to that of the nonvolatile memory whose circuit diagram is shown in FIGS.

【0132】(実施の形態8)実施の形態8は、本発明
の第4の態様(より具体的には、第4Aの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態8の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図43に示す。更には、
実施の形態8の不揮発性メモリの概念的な回路図を図4
4及び図45に示し、より具体的な回路図を図46に示
す。尚、図44及び図45には、2つの不揮発性メモリ
1,M2を図示するが、これらの不揮発性メモリM1
2の構造は同一であり、以下においては、不揮発性メ
モリM1に関しての説明を行う。
(Embodiment 8) Embodiment 8 relates to a nonvolatile memory according to a fourth aspect of the present invention (more specifically, a fourth A aspect). FIG. 43 shows a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the eighth embodiment taken along a virtual vertical plane that is parallel to the extending direction of the bit lines. Furthermore,
FIG. 4 is a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the eighth embodiment.
4 and FIG. 45, and a more specific circuit diagram is shown in FIG. Incidentally, FIG. 44 and FIG. 45, but show two nonvolatile memories M 1, M 2, these nonvolatile memory M 1,
The structure of M 2 is the same, and the nonvolatile memory M 1 will be described below.

【0133】実施の形態8の不揮発性メモリM1は、
(A)N本(但し、N≧2であり、実施の形態8におい
ては、N=2)のビット線BL1Nと、(B)N個の選択
用トランジスタTR1Nと、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2であり、実施の形態8においては、M=4)
のメモリセルMC11M,MC12Mから構成された、N個の
メモリユニットMU 1Nと、(D)M本のプレート線PL
M、から成る。
Nonvolatile memory M of the eighth embodiment1Is
(A) N pieces (however, N ≧ 2, and in the eighth embodiment
For N = 2) bit line BL1NAnd (B) N choices
Transistor TR1NAnd (C) are each M (however
However, M ≧ 2, and M = 4 in the eighth embodiment.
Memory cell MC11M, MC12MConsists of N
Memory unit MU 1NAnd (D) M plate lines PL
M, Consists of.

【0134】尚、図44、図45、図46、図48、図
49、図50中、ビット線BL11と、選択用トランジス
タTR11と、メモリセルMC11Mから構成されたメモリ
ユニットMU11を、サブユニットSU11で表し、ビット
線BL12と、選択用トランジスタTR12と、メモリセル
MC12Mから構成されたメモリユニットMU12を、サブ
ユニットSU12で表す。
Incidentally, in FIG. 44, FIG. 45, FIG. 46, FIG. 48, FIG. 49 and FIG. 50, a memory unit MU 11 composed of a bit line BL 11 , a selecting transistor TR 11 and a memory cell MC 11M is shown. , A sub unit SU 11 , and a memory unit MU 12 including a bit line BL 12 , a selection transistor TR 12 and a memory cell MC 12M is represented by a sub unit SU 12 .

【0135】そして、N個のメモリユニットMU1Nは、
絶縁層(層間絶縁層26)を介して積層されている。各
メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極と
から成る。具体的には、第1番目(第1層目と呼ぶ)の
メモリユニットMU11を構成する各メモリセルMC11M
は、第1の電極21と強誘電体層22と第2の電極23
とから成り、第2番目(第2層目と呼ぶ)のメモリユニ
ットMU12を構成する各メモリセルMC12Mは、第1の
電極31と強誘電体層32と第2の電極33とから成
る。更には、各メモリユニットMU1nにおいて、メモリ
セルMC1nmの第1の電極21,31は共通である。具
体的には、第1層目のメモリユニットMU 11において、
メモリセルMC11Mの第1の電極21は共通である。こ
の共通の第1の電極21を第1の共通ノードCN11と呼
ぶ場合がある。また、第2層目のメモリユニットMU12
において、メモリセルMC12Mの第1の電極31は共通
である。この共通の第1の電極31を第2の共通ノード
CN12と呼ぶ場合がある。更には、第n番目(第n層目
と呼ぶ)(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットMU1nにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・
・,M)のメモリセルの第2の電極23,33は、メモ
リユニットMU1n間で共通とされた第m番目のプレート
線PLmに接続されている。実施の形態8においては、
より具体的には、各プレート線は、第2の電極23,3
3から延在している。
Then, N memory units MU1NIs
They are stacked with an insulating layer (interlayer insulating layer 26) interposed therebetween. each
The memory cell has a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode.
Consists of. Specifically, the first (called the first layer)
Memory unit MU11Memory cells MC configuring11M
Is the first electrode 21, the ferroelectric layer 22, and the second electrode 23.
And the second (called the second layer) memory unit.
MU12Memory cells MC configuring12MIs the first
It is composed of an electrode 31, a ferroelectric layer 32 and a second electrode 33.
It Furthermore, each memory unit MU1nAt the memory
Cell MC1 nmThe first electrodes 21 and 31 of are common. Ingredient
Physically, the memory unit MU of the first layer 11At
Memory cell MC11MThe first electrode 21 of is common. This
Of the common first electrode 21 of the first common node CN11Call
There are cases where In addition, the memory unit MU of the second layer12
In the memory cell MC12MThe first electrode 31 of is common
Is. This common first electrode 31 is connected to the second common node
CN12Sometimes called. Furthermore, the nth (nth layer)
(Where n = 1, 2, ..., N)
MU1n, The m-th (however, m = 1, 2 ...
,, M) second electrodes 23 and 33 of the memory cell
Reunit MU1nThe m-th plate that was shared between the
Line PLmIt is connected to the. In the eighth embodiment,
More specifically, each plate line has a second electrode 23, 3
It extends from 3.

【0136】第n層目(但し、n=1,2・・・,N)
のメモリユニットMU1nにおける共通の第1の電極は、
第n番目の選択用トランジスタTR1nを介して第n番目
のビット線BL1nに接続されている。具体的には、第n
番目の選択用トランジスタTR1nの一方のソース/ドレ
イン領域14Aは接続孔15を介して第n番目のビット
線BL1nに接続され、第1番目の選択用トランジスタT
11の他方のソース/ドレイン領域14Bは、絶縁層1
6に設けられた接続孔18を介して、第1層目のメモリ
ユニットMU11における共通の第1の電極21(第1の
共通ノードCN 11)に接続されている。また、第2番目
の選択用トランジスタTR12の他方のソース/ドレイン
領域14Bは、絶縁層16に設けられた接続孔18、パ
ッド部25、及び、層間絶縁層26に設けられた接続孔
28を介して、第2層目のメモリユニットMU12におけ
る共通の第1の電極31(第2の共通ノードCN12)に
接続されている。
The nth layer (however, n = 1, 2, ..., N)
Memory unit MU1nThe common first electrode in
Nth selection transistor TR1nThrough the nth
Bit line BL1nIt is connected to the. Specifically, the nth
Th selection transistor TR1nOne source / drain
The in-region 14A is connected to the nth bit through the connection hole 15.
Line BL1nConnected to the first selection transistor T
R11The other source / drain region 14B is the insulating layer 1
6 through the connection hole 18 provided in the first layer memory
Unit MU11Common first electrode 21 (first
Common node CN 11)It is connected to the. Also the second
Selection transistor TR12The other source / drain of
The region 14B is formed by connecting holes 18 and holes formed in the insulating layer 16.
Connection holes provided in the pad portion 25 and the interlayer insulating layer 26
28 through the second layer memory unit MU12Oke
Common first electrode 31 (second common node CN12) To
It is connected.

【0137】ビット線BL1nは、センスアンプSAに接
続されている。また、プレート線PLMはプレート線デ
コーダ/ドライバPDに接続されている。更には、ワー
ド線WL1,WL2(あるいはワード線WL11,WL12
WL21,WL22)は、ワード線デコーダ/ドライバWD
に接続されている。ワード線WL1,WL2は、図43の
紙面垂直方向に延びている。また、不揮発性メモリM1
を構成するメモリセルMC11mの第2の電極23は、図
43の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリM2を構
成するメモリセルMC21mの第2の電極と共通であり、
プレート線PLmを兼ねている。更には、不揮発性メモ
リM1を構成するメモリセルMC12mの第2の電極33
は、図43の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリM
2を構成するメモリセルMC22mの第2の電極と共通であ
り、プレート線PLmを兼ねている。これらのプレート
線PLmは、図示しない領域において接続されている。
また、ワード線WL1は、不揮発性メモリM1を構成する
選択用トランジスタTR11と、図43の紙面垂直方向に
隣接する不揮発性メモリM2を構成する選択用トランジ
スタTR21とで共通である。更には、ワード線WL
2は、不揮発性メモリM1を構成する選択用トランジスタ
TR12と、図43の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メ
モリM2を構成する選択用トランジスタTR22とで共通
である。
The bit line BL 1n is connected to the sense amplifier SA. Further, the plate line PL M is connected to the plate line decoder / driver PD. Furthermore, word lines WL 1 and WL 2 (or word lines WL 11 and WL 12 ,
WL 21 and WL 22 ) are word line decoders / drivers WD
It is connected to the. The word lines WL 1 and WL 2 extend in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. In addition, the nonvolatile memory M 1
The second electrode 23 of the memory cell MC 11m forming the memory cell MC 21m is common to the second electrode of the memory cell MC 21m forming the non-volatile memory M 2 adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
It also serves as the plate line PL m . Furthermore, the second electrode 33 of the memory cell MC 12m forming the nonvolatile memory M 1
Is a nonvolatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
It is also common to the second electrode of the memory cell MC 22m constituting 2 and also serves as the plate line PL m . These plate lines PL m are connected in a region (not shown).
Further, the word line WL 1 is common to the selection transistor TR 11 which constitutes the nonvolatile memory M 1 and the selection transistor TR 21 which constitutes the nonvolatile memory M 2 which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. . Furthermore, the word line WL
2 is common to the selection transistor TR 12 which constitutes the non-volatile memory M 1 and the selection transistor TR 22 which constitutes the non-volatile memory M 2 which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

【0138】そして、M本のプレート線とN個の共通の
第1の電極(第1の共通ノードCN 11、第2の共通ノー
ドCN12)とを短絡する回路を備えている。あるいは
又、各共通の第1の電極(第1の共通ノードCN1、第
2の共通ノードCN12)を接地するためのスイッチング
用トランジスタTRS11,TRS12を備えている。尚、短
絡回路は、具体的には、スイッチング用トランジスタT
S11,TRS12と、プレート線デコーダ/ドライバPD
に設けられ、プレート線PLmを接地するためのトラン
ジスタ(図示せず)から構成されている。スイッチング
用トランジスタTRS11,TRS12の作動を制御するワー
ド線WLSは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続
されている。また、スイッチング用トランジスタTR
S11の一方のソース/ドレイン領域は、第1の選択用ト
ランジスタTR11の他方のソース/ドレイン領域14B
と共通であり、スイッチング用トランジスタTRS12
一方のソース/ドレイン領域は、第2の選択用トランジ
スタTR12の他方のソース/ドレイン領域14Bと共通
である。更には、スイッチング用トランジスタT
S11,TRS12の他方のソース/ドレイン領域14C
は、接地線(図示せず)に接続されている。
Then, M plate lines and N common lines are used.
First electrode (first common node CN 11, The second common no
De CN12) And a circuit to short-circuit. Or
In addition, each common first electrode (first common node CN1, First
2 common nodes CN12) To ground
Transistor TRS11, TRS12Is equipped with. Incidentally, short
Specifically, the junction circuit is a switching transistor T.
RS11, TRS12And plate line decoder / driver PD
Installed on the plate line PLmTran for grounding
It is composed of a register (not shown). Switching
Transistor TRS11, TRS12That controls the operation of
Line WLSConnected to word line decoder / driver WD
Has been done. In addition, the switching transistor TR
S11One source / drain region is the first selection transistor.
Langista TR11The other source / drain region 14B
Common with the switching transistor TRS12of
One source / drain region is the second selection transistor.
Star TR12Common to the other source / drain region 14B of
Is. Furthermore, the switching transistor T
RS11, TRS12The other source / drain region 14C
Is connected to a ground wire (not shown).

【0139】図44及び図46に回路図を示す不揮発性
メモリM1,M2においては、不揮発性メモリM1,M2
構成する選択用トランジスタTR11,TR21は同じワー
ド線WL1に接続され、選択用トランジスタTR12,T
22は同じワード線WL2に接続されている。そして、
対となったメモリセルMC1nm,MC2nm(n=1,2、
及び、m=1,2・・・,M)に相補的なデータが記憶
される。例えば、メモリセルMC11m,MC21m(ここ
で、mは1,2,3,4のいずれか)に記憶されたデー
タを読み出す場合、ワード線WL1を選択し、プレート
線PLj(m≠j)には、例えば(1/2)Vccの電圧
を印加した状態で、プレート線PLmを駆動する。これ
によって、相補的なデータが、対となったメモリセルM
11m,MC21mから選択用トランジスタTR11,TR21
を介して対となったビット線BL11,BL21に電圧(ビ
ット線電位)として現れる。そして、かかる対となった
ビット線BL11,BL21の電圧(ビット線電位)を、セ
ンスアンプSAで検出する。
In the nonvolatile memories M 1 and M 2 whose circuit diagrams are shown in FIGS. 44 and 46, the selection transistors TR 11 and TR 21 forming the nonvolatile memories M 1 and M 2 are connected to the same word line WL 1 . Connected to select transistors TR 12 , T
R 22 is connected to the same word line WL 2 . And
Paired memory cells MC 1nm , MC 2nm (n = 1, 2,
And data complementary to m = 1, 2, ..., M) is stored. For example, when reading data stored in the memory cells MC 11m and MC 21m (where m is one of 1, 2, 3, and 4), the word line WL 1 is selected and the plate line PL j (m ≠. In j), the plate line PL m is driven with a voltage of (1/2) V cc applied, for example. As a result, complementary data is stored in the paired memory cells M.
Selection transistors TR 11 and TR 21 from C 11m and MC 21m
Appears as a voltage (bit line potential) on the paired bit lines BL 11 and BL 21 . The sense amplifier SA detects the voltage (bit line potential) of the paired bit lines BL 11 and BL 21 .

【0140】不揮発性メモリM1,M2を構成する選択用
トランジスタTR11,TR12,TR 21,TR22を、それ
ぞれ、異なるワード線WL11,WL12,WL21,WL22
に接続し、メモリセルMC1nm,MC2nmを独立して制御
し、対となったビット線BL 11,BL21、あるいは、対
となったビット線BL12,BL22の一方に参照電圧を印
加することによって、メモリセルMC1nm,MC2nmのそ
れぞれからデータを読み出すこともできる。このような
構成を採用する場合の回路図は、図45及び図46を参
照のこと。尚、選択用トランジスタTR11,TR21を同
時に駆動し、選択用トランジスタTR12,TR22を同時
に駆動すれば、図44に示した回路と等価となる。
Nonvolatile memory M1, M2For selection to make up
Transistor TR11, TR12, TR twenty one, TRtwenty twoTo it
Different word lines WL11, WL12, WLtwenty one, WLtwenty two
Connected to the memory cell MC1 nm, MC2 nmControl independently
And paired bit lines BL 11, BLtwenty one, Or vs
Bit line BL became12, BLtwenty twoMark the reference voltage on one side
Memory cell MC1 nm, MC2 nmNoso
Data can also be read from each. like this
For the circuit diagram when the configuration is adopted, see FIGS. 45 and 46.
Teru. In addition, the selection transistor TR11, TRtwenty oneThe same
Sometimes driven, select transistor TR12, TRtwenty twoAt the same time
If it is driven to, the circuit becomes equivalent to the circuit shown in FIG.

【0141】このように、各メモリセルMC1nm,MC
2nm(n=1,2であり、m=1,2,3,4)のそれ
ぞれに1ビットがデータとして記憶され(図45参
照)、あるいは又、対となったメモリセルMC1nm,M
2nmに相補的なデータが1ビットとして記憶される
(図44参照)。実際の不揮発性メモリにおいては、こ
の8ビットあるいは4ビットを記憶するメモリユニット
の集合がアクセス単位ユニットとしてアレイ状に配設さ
れている。そして、選択用トランジスタのワード線WL
1,WL2(あるいは、ワード線WL11,WL12,W
21,WL22)、プレート線PLMが共有された複数の
アクセス単位ユニット(メモリブロック)に対して、一
括して、データの書き込み、あるいは、データの読み出
し及び再書き込みを行う。即ち、メモリブロックにおい
ては、全ての不揮発性メモリが一括して、順次、作動状
態となり、あるいは又、一括して不作動(待機)状態と
なる。
In this way, each memory cell MC 1nm , MC
One bit is stored as data in each of 2 nm (n = 1, 2, m = 1, 2, 3, 4) (see FIG. 45), or a pair of memory cells MC 1nm , M
Data complementary to C 2 nm is stored as 1 bit (see FIG. 44). In an actual non-volatile memory, a set of memory units storing 8 bits or 4 bits is arranged in an array as an access unit. Then, the word line WL of the selecting transistor
1 , WL 2 (or word lines WL 11 , WL 12 , W
L 21 , WL 22 ), and a plurality of access unit units (memory blocks) in which the plate line PL M is shared, data are collectively written, or data is read and rewritten. That is, in the memory block, all the non-volatile memories are collectively brought into operation sequentially, or are collectively brought into non-operation (standby) state.

【0142】Mの値は4に限定されない。Mの値は、M
≧2を満足すればよく、実際的なMの値として、例え
ば、2のべき数(2,4,8,16・・・)を挙げるこ
とができる。また、Nの値は、N≧2を満足すればよ
く、実際的なNの値として、例えば、2のべき数(2,
4,8・・・)を挙げることができる。
The value of M is not limited to 4. The value of M is M
It is only necessary to satisfy ≧ 2, and as a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4, 8, 16 ...) Can be cited. Further, the value of N only needs to satisfy N ≧ 2, and as a practical value of N, for example, a power of 2 (2,
4, 8 ...).

【0143】(実施の形態9)実施の形態9は、本発明
の第4の態様(より具体的には、第4Bの態様)に係る
不揮発性メモリに関する。ビット線の延びる方向と平行
な仮想垂直面で実施の形態9の不揮発性メモリを切断し
たときの模式的な一部断面図を図47に示す。更には、
実施の形態9の不揮発性メモリの概念的な回路図を図4
8及び図49に示し、より具体的な回路図を図50に示
す。尚、図48及び図49には、2つの不揮発性メモリ
1,M2を図示するが、これらの不揮発性メモリM1
2の構造は同一であり、以下においては、不揮発性メ
モリM1に関しての説明を行う。
(Ninth Embodiment) A ninth embodiment relates to a nonvolatile memory according to the fourth aspect (more specifically, the 4B aspect) of the present invention. FIG. 47 shows a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory according to the ninth embodiment taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit lines. Furthermore,
FIG. 4 is a conceptual circuit diagram of the nonvolatile memory according to the ninth embodiment.
8 and FIG. 49, and a more specific circuit diagram is shown in FIG. Incidentally, in FIGS. 48 and 49, but show two nonvolatile memories M 1, M 2, these nonvolatile memory M 1,
The structure of M 2 is the same, and the nonvolatile memory M 1 will be described below.

【0144】実施の形態9の不揮発性メモリM1は、共
通の第1の電極(共通ノードCN11,CN12)を接地す
るためのスイッチング用トランジスタTRS11,TRS12
の代わりに、共通の第1の電極(共通ノードCN11,C
12)を接地するための高抵抗素子R11,R12を備えて
いる点を除き、実施の形態8の不揮発性メモリと同様の
構造を有しているので、詳細な説明は省略する。高抵抗
素子R11,R12は、抵抗値が1×106Ω(1MΩ)乃
至1×1012Ω(1TΩ)のポリシリコン層から構成さ
れている。尚、高抵抗素子R11,R12と、プレート線デ
コーダ/ドライバPDに設けられ、プレート線PLm
接地するためのトランジスタ(図示せず)によって、M
本のプレート線とN個の共通の第1の電極とを短絡する
回路が構成される。
The nonvolatile memory M 1 of the ninth embodiment includes switching transistors TR S11 and TR S12 for grounding the common first electrode (common nodes CN 11 and CN 12 ).
Instead of the common first electrode (common nodes CN 11 , C
Since it has the same structure as the nonvolatile memory of the eighth embodiment except that it has high resistance elements R 11 and R 12 for grounding N 12 ), detailed description thereof will be omitted. The high resistance elements R 11 and R 12 are composed of a polysilicon layer having a resistance value of 1 × 10 6 Ω (1 MΩ) to 1 × 10 12 Ω (1 TΩ). The high resistance elements R 11 and R 12 and the transistor (not shown) provided in the plate line decoder / driver PD for grounding the plate line PL m
A circuit for short-circuiting the plate line of the book and the N common first electrodes is configured.

【0145】高抵抗素子R11,R12は、[工程−10
0]においてMOS型トランジスタを製造する際、半導
体基板10上に形成すればよい。高抵抗素子R11,R12
の一端は、選択用トランジスタTR11,TR12の他方の
ソース/ドレイン領域14Bに接続されている。また、
高抵抗素子R11,R12の他端は、接地線14Dに接続さ
れている。
The high resistance elements R 11 and R 12 are formed according to [Step-10
0], the MOS transistor may be formed on the semiconductor substrate 10. High resistance element R 11 , R 12
Is connected to the other source / drain region 14B of the selecting transistors TR 11 and TR 12 . Also,
The other ends of the high resistance elements R 11 and R 12 are connected to the ground line 14D.

【0146】図48及び図49に回路図を示した不揮発
性メモリの作動は、図44及び図45に回路図を示した
不揮発性メモリの作動と同様とすることができるので、
詳細な説明は省略する。
Since the operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIGS. 48 and 49 can be made similar to the operation of the non-volatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 44 and FIG.
Detailed description is omitted.

【0147】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した不揮発性メモリの構
造、使用した材料、各種の形成条件、回路構成、駆動方
法等は例示であり、適宜変更することができる。スイッ
チング用トランジスタや高抵抗素子は、選択用トランジ
スタと並置して設ける必要はない。例えば、共通ノード
からプレート線デコーダ/ドライバPDまで延びる配線
を形成し、プレート線デコーダ/ドライバPD内にこの
配線の端部と接続されたスイッチング用トランジスタや
高抵抗素子を設けてもよいし、共通ノードからワード線
デコーダ/ドライバWDまで延びる配線を形成し、ワー
ド線デコーダ/ドライバWD内にこの配線の端部と接続
されたスイッチング用トランジスタや高抵抗素子を設け
てもよい。また、強誘電体層は絶縁体であるが、例え
ば、強誘電体層の一部分にイオン注入を施してこの一部
分の結晶性を変化させて高抵抗体とすることによって、
プレート線と共通の第1の電極とを短絡する回路をこの
一部分から構成することもできる。この場合の高抵抗体
の抵抗値は、1×106Ω乃至1×1012Ωであること
が好ましい。
Although the present invention has been described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these. The structure of the nonvolatile memory described in the embodiments of the invention, the materials used, various forming conditions, circuit configurations, driving methods, etc. are merely examples, and can be changed as appropriate. The switching transistor and the high resistance element need not be provided in parallel with the selection transistor. For example, a wiring extending from the common node to the plate line decoder / driver PD may be formed, and a switching transistor or a high resistance element connected to the end of this wiring may be provided in the plate line decoder / driver PD. A wiring extending from the node to the word line decoder / driver WD may be formed, and a switching transistor or a high resistance element connected to the end of the wiring may be provided in the word line decoder / driver WD. Further, the ferroelectric layer is an insulator, but, for example, by ion-implanting a part of the ferroelectric layer to change the crystallinity of this part to make it a high resistance,
A circuit that short-circuits the plate line and the common first electrode may be formed from this part. In this case, the resistance value of the high resistance element is preferably 1 × 10 6 Ω to 1 × 10 12 Ω.

【0148】一般に、単位ユニットの駆動用の信号線の
合計本数をA本、その内のワード線本数をB本、プレー
ト線の本数をC本とすると、A=B+Cである。ここ
で、合計本数Aを一定とした場合、単位ユニットの総ア
ドレス数(=B×C)が最大となるには、B=Cを満足
すればよい。従って、最も効率良く周辺回路を配置する
ためには、単位ユニットにおけるワード線本数Bとプレ
ート線の本数Cとを等しくすればよい。また、ロー・ア
ドレスのアクセス単位ユニットにおけるワード線本数
は、例えば、メモリセルの積層段数(N)に一致し、プ
レート線本数はメモリユニットを構成するメモリセルの
数(M)に一致するが、これらのワード線本数、プレー
ト線本数が多いほど、実質的な不揮発性メモリの集積度
は向上する。そして、ワード線本数とプレート線本数の
積がアクセス可能なアドレス回数である。ここで、一括
して、且つ、連続したアクセスを前提とすると、その積
から「1」を減じた値がディスターブ回数である。従っ
て、ワード線本数とプレート線本数の積の値は、メモリ
セルのディスターブ耐性、プロセス要因等から決定され
る。ここで、ディスターブとは、非選択のメモリセルを
構成する強誘電体層に対して、分極が反転する方向に、
即ち、保存されていたデータが劣化若しくは破壊される
方向に、電界が加わる現象を指す。
Generally, if the total number of signal lines for driving the unit unit is A, the number of word lines is B, and the number of plate lines is C, then A = B + C. Here, when the total number A is constant, B = C may be satisfied in order to maximize the total number of addresses (= B × C) of the unit unit. Therefore, in order to arrange the peripheral circuits most efficiently, the number of word lines B and the number of plate lines C in the unit unit should be equal. Also, the number of word lines in the row address access unit unit matches, for example, the number of stacked stages of memory cells (N), and the number of plate lines matches the number of memory cells (M) forming the memory unit. The greater the number of word lines and the number of plate lines, the higher the degree of integration of the non-volatile memory. The product of the number of word lines and the number of plate lines is the number of accessible addresses. Here, if it is assumed that the accesses are performed collectively and continuously, the value obtained by subtracting “1” from the product is the number of times of disturbance. Therefore, the value of the product of the number of word lines and the number of plate lines is determined by the disturbance resistance of the memory cell, process factors, and the like. Here, the disturb is a direction in which the polarization is inverted with respect to the ferroelectric layer forming the non-selected memory cell,
That is, it refers to a phenomenon in which an electric field is applied in a direction in which stored data is deteriorated or destroyed.

【0149】実施の形態6あるいは実施の形態7にて説
明した不揮発性メモリを、図51に示す構造のように変
形することもできる。尚、回路図を図52に示す。尚、
図51、図52においては、スイッチング用トランジス
タあるいは高抵抗素子の図示を省略した。
The nonvolatile memory described in the sixth embodiment or the seventh embodiment can be modified into the structure shown in FIG. The circuit diagram is shown in FIG. still,
51 and 52, the switching transistor or the high resistance element is not shown.

【0150】この不揮発性メモリは、センスアンプSA
に接続されているビット線BL1と、MOS型FETか
ら構成されたN個(但し、N≧2であり、この例におい
てはN=4)の選択用トランジスタTR11,TR12,T
13,TR14と、N個のメモリユニットMU11,M
12,MU13,MU14と、プレート線から構成されてい
る。第1層目のメモリユニットMU11は、M個(但し、
M≧2であり、この例においてはM=8)のメモリセル
MC11m(m=1,2,・・・,8)から構成されてい
る。また、第2層目のメモリユニットMU12も、M個
(M=8)のメモリセルMC12m(m=1,2・・・,
8)から構成されている。更には、第3層目のメモリユ
ニットMU13も、M個(M=8)のメモリセルMC13m
(m=1,2・・・,8)から構成され、第4層目のメ
モリユニットMU14も、M個(M=8)のメモリセルM
14m(m=1,2・・・,8)から構成されている。
プレート線の数は、M本(この例においては8本)であ
り、PLm(m=1,2・・・,8)で表している。選
択用トランジスタTR1nのゲート電極に接続されたワー
ド線WL1nは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続
されている。一方、各プレート線PLmは、プレート線
デコーダ/ドライバPDに接続されている。
This nonvolatile memory has a sense amplifier SA.
N (where N ≧ 2, N = 4 in this example) selection transistors TR 11 , TR 12 and T each composed of a bit line BL 1 connected to
R 13 and TR 14 and N memory units MU 11 and M
It is composed of U 12 , MU 13 , and MU 14 and a plate line. The first layer memory unit MU 11 has M (however,
M ≧ 2, and in this example, it is composed of M = 8) memory cells MC 11m (m = 1, 2, ..., 8). The second-layer memory unit MU 12 also has M (M = 8) memory cells MC 12m (m = 1, 2 ...
8). Further, the memory unit MU 13 of the third layer also has M (M = 8) memory cells MC 13m.
(M = 1, 2, ..., 8), and the memory unit MU 14 in the fourth layer is also M (M = 8) memory cells M.
It is composed of C 14m (m = 1, 2, ..., 8).
The number of plate lines is M (8 in this example) and is represented by PL m (m = 1, 2, ..., 8). The word line WL 1n connected to the gate electrode of the selection transistor TR 1n is connected to the word line decoder / driver WD. On the other hand, each plate line PL m is connected to the plate line decoder / driver PD.

【0151】また、第1層目のメモリユニットMU11
構成する各メモリセルMC11mは、第1の電極21Aと
強誘電体層22Aと第2の電極23とから成り、第2層
目のメモリユニットMU12を構成する各メモリセルMC
12mは、第1の電極21Bと強誘電体層22Bと第2の
電極23とから成り、第3層目のメモリユニットMU 13
を構成する各メモリセルMC13mは、第1の電極31A
と強誘電体層32Aと第2の電極33とから成り、第4
層目のメモリユニットMU14を構成する各メモリセルM
14mは、第1の電極31Bと強誘電体層32Bと第2
の電極33とから成る。そして、各メモリユニットMU
11,MU12,MU13,MU14において、メモリセルの第
1の電極21A,21B,31A,31Bは共通であ
る。この共通の第1の電極21A,21B,31A,3
1Bを、便宜上、共通ノードCN11,CN12,CN13
CN14と呼ぶ。
Further, the memory unit MU of the first layer11To
Each constituting memory cell MC11mWith the first electrode 21A
The ferroelectric layer 22A and the second electrode 23, and the second layer
Eye memory unit MU12Memory cells MC configuring
12mIs the first electrode 21B, the ferroelectric layer 22B and the second
The memory unit MU of the third layer, which includes the electrode 23 13
Memory cells MC configuring13mIs the first electrode 31A
And a ferroelectric layer 32A and a second electrode 33,
Layer memory unit MU14Each memory cell M constituting the
C14mIs the first electrode 31B, the ferroelectric layer 32B, and the second electrode 31B.
Electrode 33. Then, each memory unit MU
11, MU12, MU13, MU14In the memory cell
One electrode 21A, 21B, 31A, 31B is common
It This common first electrode 21A, 21B, 31A, 3
1B is a common node CN for convenience.11, CN12, CN13
CN14Call.

【0152】ここで、第1層目のメモリユニットMU11
における共通の第1の電極21A(第1の共通ノードC
11)は、第1番目の選択用トランジスタTR11を介し
てビット線BL1に接続されている。また、第2層目の
メモリユニットMU12における共通の第1の電極21B
(第2の共通ノードCN12)は、第2番目の選択用トラ
ンジスタTR12を介してビット線BL1に接続されてい
る。更には、第3層目のメモリユニットMU13における
共通の第1の電極31A(第3の共通ノードCN13
は、第3番目の選択用トランジスタTR13を介してビッ
ト線BL1に接続されている。また、第4層目のメモリ
ユニットMU14における共通の第1の電極31B(第4
の共通ノードCN14)は、第4番目の選択用トランジス
タTR14を介してビット線BL1に接続されている。
Here, the first layer memory unit MU 11
Common first electrode 21A (first common node C
N 11 ) is connected to the bit line BL 1 via the first selection transistor TR 11 . Further, the common first electrode 21B in the memory unit MU 12 of the second layer
The (second common node CN 12 ) is connected to the bit line BL 1 via the second selection transistor TR 12 . Further, the common first electrode 31A (third common node CN 13 ) in the memory unit MU 13 of the third layer
Is connected to the bit line BL 1 through the third selection transistor TR 13 . Further, the common first electrode 31B in the fourth layer of the memory unit MU 14 (4th
Common node CN 14 ) is connected to the bit line BL 1 via the fourth selection transistor TR 14 .

【0153】また、第1層目のメモリユニットMU11
構成するメモリセルMC11mと、第2層目のメモリユニ
ットMU12を構成するメモリセルMC12mは、第2の電
極23を共有しており、この共有された第m番目の第2
の電極23はプレート線PL mに接続されている。更に
は、第3層目のメモリユニットMU13を構成するメモリ
セルMC13mと、第4層目のメモリユニットMU14を構
成するメモリセルMC1 4mは、第2の電極33を共有し
ており、この共有された第m番目の第2の電極33はプ
レート線PLmに接続されている。具体的には、この共
有された第m番目の第2の電極23の延在部からプレー
ト線PLmが構成され、この共有された第m番目の第2
の電極33の延在部からプレート線PLmが構成されて
おり、各プレート線PLmは図示しない領域で接続され
ている。
The memory unit MU of the first layer11To
Memory cell MC11mAnd the memory unit of the second layer
MU12Memory cell MC constituting the12mIs the second power
Shares pole 23 and shares this mth second
Electrode 23 is plate line PL mIt is connected to the. Further
Is the memory unit MU of the third layer13The memory that makes up
Cell MC13mAnd the memory unit MU of the fourth layer14Construct
Memory cell MC1 4mShare the second electrode 33
And the shared m-th second electrode 33 is
Rate line PLmIt is connected to the. Specifically, this
Play from the extension of the mth second electrode 23
Line PLmIs shared and this shared m-th second
From the extending portion of the electrode 33 of the plate line PLmIs configured
Cage, each plate line PLmAre connected in the area not shown
ing.

【0154】この不揮発性メモリにおいては、メモリユ
ニットMU11,MU12とメモリユニットMU13,MU14
は、絶縁層(層間絶縁層26)を介して積層されてい
る。メモリユニットMU14は絶縁膜36Aで被覆されて
いる。また、メモリユニットMU11は、半導体基板10
の上方に絶縁層16を介して形成されている。半導体基
板10には素子分離領域11が形成されている。また、
選択用トランジスタTR 11,TR12,TR13,TR
14は、ゲート絶縁膜12、ゲート電極13、ソース/ド
レイン領域14A,14Bから構成されている。そし
て、第1の選択用トランジスタTR11、第2の選択用ト
ランジスタTR12、第3の選択用トランジスタTR13
第4の選択用トランジスタTR14の一方のソース/ドレ
イン領域14Aは接続孔(コンタクトホール)15を介
してビット線BL1に接続されている。また、第1の選
択用トランジスタTR11の他方のソース/ドレイン領域
14Bは、絶縁層16に形成された開口部中に設けられ
た接続孔18を介して第1の共通ノードCN11に接続さ
れている。更には、第2の選択用トランジスタTR12
他方のソース/ドレイン領域14Bは、接続孔18を介
して第2の共通ノードCN12に接続されている。また、
第3の選択用トランジスタTR13の他方のソース/ドレ
イン領域14Bは、接続孔18、パッド部25、層間絶
縁層26に形成された開口部中に設けられた接続孔28
を介して第3の共通ノードCN13に接続されている。更
には、第4の選択用トランジスタTR14の他方のソース
/ドレイン領域14Bは、接続孔18、パッド部25、
接続孔28を介して第4の共通ノードCN14に接続され
ている。
In this non-volatile memory, the memory unit
Knit MU11, MU12And memory unit MU13, MU14
Are laminated via an insulating layer (interlayer insulating layer 26).
It Memory unit MU14Is covered with an insulating film 36A
There is. In addition, the memory unit MU11Is the semiconductor substrate 10
Is formed above the insulating layer 16 via the insulating layer 16. Semiconductor substrate
An element isolation region 11 is formed on the plate 10. Also,
Selection transistor TR 11, TR12, TR13, TR
14Is the gate insulating film 12, the gate electrode 13, the source / drain
It is composed of rain regions 14A and 14B. That
The first selection transistor TR11, The second selection
Langista TR12, Third selection transistor TR13,
Fourth selection transistor TR14One source / drain
The in-region 14A is connected through the connection hole (contact hole) 15.
Bit line BL1It is connected to the. Also, the first choice
Selection transistor TR11Source / drain region of the other
14B is provided in the opening formed in the insulating layer 16.
Via the connection hole 1811Connected to
Has been. Furthermore, the second selection transistor TR12of
The other source / drain region 14B is connected via the connection hole 18.
And the second common node CN12It is connected to the. Also,
Third selection transistor TR13Other source / drain
The in-region 14B includes the connection hole 18, the pad portion 25, and the interlayer insulation.
Connection hole 28 provided in the opening formed in the edge layer 26
Via the third common node CN13It is connected to the. Change
Includes a fourth selection transistor TR14The other source of
The / drain region 14B includes the connection hole 18, the pad portion 25,
The fourth common node CN via the connection hole 2814Connected to
ing.

【0155】更には、第1の選択用トランジスタTR11
の他方のソース/ドレイン領域14Bは、図示しないス
イッチング用トランジスタの一方のソース/ドレイン領
域と共通であり、第2の選択用トランジスタTR12の他
方のソース/ドレイン領域14Bは、図示しない別のス
イッチング用トランジスタの一方のソース/ドレイン領
域と共通であり、第3の選択用トランジスタTR13の他
方のソース/ドレイン領域14Bは、図示しない更に別
のスイッチング用トランジスタの一方のソース/ドレイ
ン領域と共通であり、第4の選択用トランジスタTR14
の他方のソース/ドレイン領域14Bは、図示しない更
に別のスイッチング用トランジスタの一方のソース/ド
レイン領域と共通である。あるいは又、第1の選択用ト
ランジスタTR11の他方のソース/ドレイン領域14B
は、図示しない高抵抗素子の一端に接続され、第2の選
択用トランジスタTR12の他方のソース/ドレイン領域
14Bは、図示しない別の高抵抗素子の一端に接続さ
れ、第3の選択用トランジスタTR13の他方のソース/
ドレイン領域14Bは、図示しない更に別の高抵抗素子
の一端に接続され、第4の選択用トランジスタTR14
他方のソース/ドレイン領域14Bは、図示しない更に
別の高抵抗素子の一端に接続されている。以上に説明し
た不揮発性メモリの構造は、他の発明の実施の形態にお
ける不揮発性メモリにも適用することができる。
Further, the first selection transistor TR 11 is used.
The other source / drain region 14B is common to one source / drain region of a switching transistor (not shown), and the other source / drain region 14B of the second selecting transistor TR 12 is another switching source (not shown). And the other source / drain region 14B of the third selection transistor TR 13 is also common to one of the source / drain regions of another switching transistor (not shown). Yes, fourth selection transistor TR 14
The other source / drain region 14B is common to one source / drain region of another switching transistor (not shown). Alternatively, the other source / drain region 14B of the first selection transistor TR 11 is
Is connected to one end of a high resistance element (not shown), the other source / drain region 14B of the second selection transistor TR 12 is connected to one end of another high resistance element (not shown), and is a third selection transistor. The other source of TR 13 /
The drain region 14B is connected to one end of another high resistance element (not shown), and the other source / drain region 14B of the fourth selection transistor TR 14 is connected to one end of another high resistance element (not shown). ing. The structure of the non-volatile memory described above can also be applied to the non-volatile memories in the other embodiments of the invention.

【0156】本発明の不揮発性メモリを、所謂ゲインセ
ル型とすることもできる。このような不揮発性メモリの
一例の回路図を図53に示し、不揮発性メモリを構成す
る各種のトランジスタの模式的なレイアウトを図54に
示し、不揮発性メモリの模式的な一部断面図を図55及
び図56に示す。尚、図54において、各種のトランジ
スタの領域を点線で囲み、活性領域及び配線を実線で示
し、ゲート電極あるいはワード線を一点鎖線で示した。
また、図55に示す不揮発性メモリの模式的な一部断面
図は、図54の線A−Aに沿った模式的な一部断面図で
あり、図56に示す不揮発性メモリの模式的な一部断面
図は、図54の線B−Bに沿った模式的な一部断面図で
ある。
The non-volatile memory of the present invention may be of so-called gain cell type. A circuit diagram of an example of such a non-volatile memory is shown in FIG. 53, a schematic layout of various transistors forming the non-volatile memory is shown in FIG. 54, and a schematic partial cross-sectional view of the non-volatile memory is shown. 55 and FIG. 56. Note that in FIG. 54, regions of various transistors are surrounded by dotted lines, active regions and wirings are shown by solid lines, and gate electrodes or word lines are shown by dashed lines.
The schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory shown in FIG. 55 is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 54, and the schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory shown in FIG. The partial cross-sectional view is a schematic partial cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 54.

【0157】実施の形態1の不揮発性メモリにゲインセ
ル型を適用した場合を、以下に説明する。この不揮発性
メモリは、例えば、ビット線BLと、書込用トランジス
タ(各実施の形態の不揮発性メモリにおける選択用トラ
ンジスタである)TRWと、M個(但し、M≧2であ
り、例えば、M=8)のメモリセルMCMから構成され
たメモリユニットMUと、M本のプレート線PLMから
成る。そして、各メモリセルMCmは、第1の電極21
と強誘電体層22と第2の電極23とから成り、メモリ
ユニットMUを構成するメモリセルMCMの第1の電極
21は、メモリユニットMUにおいて共通であり、この
共通の第1の電極(共通ノードCN)は、書込用トラン
ジスタTRWを介してビット線BLに接続され、各メモ
リセルMCmを構成する第2の電極23はプレート線P
mに接続されている。メモリセルMCMは絶縁膜26A
によって被覆されている。尚、不揮発性メモリのメモリ
ユニットMUを構成するメモリセルの数(M)は8個に
限定されず、一般には、M≧2を満足すればよく、2の
べき数(M=2,4,8,16・・・)とすることが好
ましい。
A case where the gain cell type is applied to the nonvolatile memory of the first embodiment will be described below. This non-volatile memory includes, for example, a bit line BL, a writing transistor (which is a selection transistor in the non-volatile memory of each embodiment) TR W , and M (however, M ≧ 2, for example, A memory unit MU composed of M = 8) memory cells MC M and M plate lines PL M. Then, each memory cell MC m has a first electrode 21
It consists DOO ferroelectric layer 22 and a second electrode 23, first electrode 21 of the memory cells MC M constituting the memory unit MU is common in the memory unit MU, the common first electrode ( The common node CN) is connected to the bit line BL via the writing transistor TR W, and the second electrode 23 forming each memory cell MC m is a plate line P.
It is connected to L m . The memory cell MC M is an insulating film 26A.
Is covered by. Note that the number (M) of memory cells forming the memory unit MU of the nonvolatile memory is not limited to eight, and in general, M ≧ 2 should be satisfied, and a power of 2 (M = 2, 4, 4). 8 and 16 ...) is preferable.

【0158】更には、共通の第1の電極の電位変化を検
出し、該検出結果をビット線に電流又は電圧として伝達
する信号検出回路を備えている。言い換えれば、検出用
トランジスタTRD、及び、読出用トランジスタTRR
備えている。信号検出回路は、検出用トランジスタTR
D及び読出用トランジスタTRRから構成されている。そ
して、検出用トランジスタTRDの一端は所定の電位V
ccを有する配線(例えば、不純物層から構成された電源
線)に接続され、他端は読出用トランジスタTRRを介
してビット線BLに接続され、各メモリセルMCmに記
憶されたデータの読み出し時、読出用トランジスタTR
Rが導通状態とされ、各メモリセルMCmに記憶されたデ
ータに基づき共通の第1の電極(共通ノードCN)に生
じた電位により、検出用トランジスタTRDの作動が制
御される。また、スイッチング用トランジスタTR
Sは、共通ノードCNに接続され、不揮発性メモリの作
動時、オフ状態とされ、不作動時(待機時)、オン状態
とされる。
Further, a signal detection circuit for detecting a potential change of the common first electrode and transmitting the detection result as a current or a voltage to the bit line is provided. In other words, the detection transistor TR D and the reading transistor TR R are provided. The signal detection circuit is a detection transistor TR.
D and a read transistor TR R. Then, one end of the detection transistor TR D has a predetermined potential V
The data stored in each memory cell MC m is connected to a wiring having cc (for example, a power supply line formed of an impurity layer) and the other end is connected to a bit line BL via a read transistor TR R. When read transistor TR
R is rendered conductive, and the potential of the common first electrode (common node CN) generated based on the data stored in each memory cell MC m controls the operation of the detection transistor TR D. In addition, the switching transistor TR
S is connected to the common node CN, and is turned off when the nonvolatile memory is operating, and is turned on when the nonvolatile memory is not operating (standby).

【0159】具体的には、各種のトランジスタはMOS
型FETから構成されており、書込用トランジスタ(選
択用トランジスタ)TRWの一方のソース/ドレイン領
域は絶縁層16に形成された接続孔(コンタクトホー
ル)15を介してビット線BLに接続され、他方のソー
ス/ドレイン領域は、絶縁層16に形成された開口部中
に設けられた接続孔18を介して共通の第1の電極(共
通ノードCN)に接続されており、しかも、スイッチン
グ用トランジスタTRSの一方のソース/ドレイン領域
と共通である。スイッチング用トランジスタTRSの他
方のソース/ドレイン領域は、接地線(図示せず)に接
続されている。また、検出用トランジスタTRDの一方
のソース/ドレイン領域は、所定の電位Vccを有する配
線に接続され、他方のソース/ドレイン領域は、読出用
トランジスタTRRの一方のソース/ドレイン領域に接
続されている。より具体的には、検出用トランジスタT
Dの他方のソース/ドレイン領域と読出用トランジス
タTRRの一方のソース/ドレイン領域とは、1つのソ
ース/ドレイン領域を占めている。更には、読出用トラ
ンジスタTRRの他方のソース/ドレイン領域は接続孔
(コンタクトホール)15を介してビット線BLに接続
され、更に、共通の第1の電極(共通ノードCN、ある
いは、書込用トランジスタTRWの他方のソース/ドレ
イン領域)は、開口部中に設けられた接続孔18A、ワ
ード線WLDを介して検出用トランジスタTRDのゲート
電極に接続されている。また、書込用トランジスタTR
Wのゲート電極に接続されたワード線WLW、読出用トラ
ンジスタTRRのゲート電極に接続されたワード線W
R、及び、スイッチング用トランジスタTRSのゲート
電極に接続されたワード線WLSは、ワード線デコーダ
/ドライバWDに接続されている。一方、各プレート線
PLmは、プレート線デコーダ/ドライバPDに接続さ
れている。更には、ビット線BLはセンスアンプSAに
接続されている。
Specifically, various transistors are MOS
One of the source / drain regions of the writing transistor (selecting transistor) TR W is connected to the bit line BL through a connection hole (contact hole) 15 formed in the insulating layer 16. , The other source / drain region is connected to a common first electrode (common node CN) via a connection hole 18 provided in an opening formed in the insulating layer 16 and for switching. It is common to one source / drain region of the transistor TR S. The other source / drain region of the switching transistor TR S is connected to a ground line (not shown). Further, one source / drain region of the detecting transistor TR D is connected to a wiring having a predetermined potential V cc , and the other source / drain region is connected to one source / drain region of the reading transistor TR R. Has been done. More specifically, the detection transistor T
The other source / drain region of R D and one source / drain region of the read transistor TR R occupy one source / drain region. Further, the other source / drain region of the read transistor TR R is connected to the bit line BL via a connection hole (contact hole) 15, and further, a common first electrode (common node CN or write). The other source / drain region of the use transistor TR W is connected to the gate electrode of the detection transistor TR D via the connection hole 18A provided in the opening and the word line WL D. In addition, the writing transistor TR
The word line connected WL W to the gate electrode of W, the word line W connected to the gate electrode of the readout transistor TR R
The word line WL S connected to L R and the gate electrode of the switching transistor TR S is connected to the word line decoder / driver WD. On the other hand, each plate line PL m is connected to the plate line decoder / driver PD. Further, the bit line BL is connected to the sense amplifier SA.

【0160】この不揮発性メモリの例えばメモリセルM
1からデータを読み出す場合、スイッチング用トラン
ジスタTRSをオフ状態とし、選択プレート線PL1にV
ccを印加する。このとき、選択メモリセルMC1にデー
タ「1」が記憶されていれば、強誘電体層に分極反転が
生じ、蓄積電荷量が増加し、共通ノードCNの電位が上
昇する。一方、選択メモリセルMC1にデータ「0」が
記憶されていれば、強誘電体層に分極反転が生ぜず、共
通ノードCNの電位は殆ど上昇しない。即ち、共通ノー
ドCNは、非選択メモリセルの強誘電体層を介して複数
の非選択プレート線PLjにカップリングされているの
で、共通ノードCNの電位は0ボルトに比較的近いレベ
ルに保たれる。このようにして、選択メモリセルMC1
に記憶されたデータに依存して共通ノードCNの電位に
変化が生じる。従って、選択メモリセルの強誘電体層に
は、分極反転に十分な電界を与えることができる。そし
て、ビット線BLを浮遊状態とし、読出用トランジスタ
TRRをオン状態とする。
For example, the memory cell M of this nonvolatile memory
When reading data from C 1 , the switching transistor TR S is turned off and V is applied to the selected plate line PL 1 .
Apply cc . At this time, if data “1” is stored in the selected memory cell MC 1 , polarization inversion occurs in the ferroelectric layer, the amount of accumulated charge increases, and the potential of the common node CN rises. On the other hand, if the data “0” is stored in the selected memory cell MC 1 , polarization inversion does not occur in the ferroelectric layer and the potential of the common node CN hardly rises. That is, since the common node CN is coupled to the plurality of non-selected plate lines PL j via the ferroelectric layer of the non-selected memory cell, the potential of the common node CN is kept at a level relatively close to 0 volt. Be drunk In this way, the selected memory cell MC 1
The potential of the common node CN changes depending on the data stored in. Therefore, a sufficient electric field for polarization reversal can be applied to the ferroelectric layer of the selected memory cell. Then, the bit line BL is brought into a floating state and the reading transistor TR R is turned on.

【0161】一方、選択メモリセルMC1に記憶された
データに基づき共通の第1の電極(共通ノードCN)に
生じた電位により、検出用トランジスタTRDの作動が
制御される。具体的には、選択メモリセルMC1に記憶
されたデータに基づき共通の第1の電極(共通ノードC
N)に高い電位が生じれば、検出用トランジスタTR D
は導通状態となり、検出用トランジスタTRDの一方の
ソース/ドレイン領域は所定の電位Vccを有する配線に
接続されているので、かかる配線から、検出用トランジ
スタTRD及び読出用トランジスタTRRを介してビット
線BLに電流が流れ、ビット線BLの電位が上昇する。
即ち、信号検出回路によって共通の第1の電極(共通ノ
ードCN)の電位変化が検出され、この検出結果がビッ
ト線BLに電圧(電位)として伝達される。ここで、検
出用トランジスタTRDの閾値をVt h、検出用トランジ
スタTRDのゲート電極の電位(即ち、共通ノードCN
の電位)をVgとすれば、ビット線BLの電位は概ね
(Vg−Vth)となる。尚、検出用トランジスタTRD
ディプレッション型のNMOSFETとすれば、閾値V
thは負の値をとる。これにより、ビット線BLの負荷の
大小に拘わらず、安定したセンス信号量を確保できる。
尚、検出用トランジスタTRDをPMOSFETから構
成することもできる。
On the other hand, the selected memory cell MC1Remembered by
To the common first electrode (common node CN) based on the data
Depending on the generated potential, the detection transistor TRDThe operation of
Controlled. Specifically, the selected memory cell MC1Remember
The common first electrode (common node C
If a high potential occurs in N), the detection transistor TR D
Becomes conductive, and the detection transistor TRDOne of
The source / drain region has a predetermined potential VccTo the wiring that has
Since it is connected, the transition for detection is
Star TRDAnd read transistor TRRA bit through
A current flows through the line BL and the potential of the bit line BL rises.
That is, the common first electrode (common node)
The change in the electrical potential of the
The voltage (potential) is transmitted to the power line BL. Where the inspection
Output transistor TRDThe threshold of Vt h, Detection transistor
Star TRDPotential of the gate electrode (that is, the common node CN
Potential)gIf so, the potential of the bit line BL is approximately
(Vg-Vth). The detection transistor TRDTo
If a depletion type NMOSFET is used, the threshold value V
thTakes a negative value. As a result, the load on the bit line BL
A stable sense signal amount can be secured regardless of the size.
The detection transistor TRDFrom PMOSFET
It can also be done.

【0162】尚、検出用トランジスタの一端が接続され
た配線の所定の電位はVccに限定されず、例えば、接地
されていてもよい。即ち、検出用トランジスタの一端が
接続された配線の所定の電位を0ボルトとしてもよい。
但し、この場合には、選択メモリセルにおけるデータの
読み出し時に電位(Vcc)がビット線に現れた場合、再
書き込み時には、ビット線の電位を0ボルトとし、選択
メモリセルにおけるデータの読み出し時に0ボルトがビ
ット線に現れた場合、再書き込み時には、ビット線の電
位をVccとする必要がある。そのためには、図57に例
示するような、トランジスタTRIV-1,TRIV-2,TR
IV-3,TRIV-4から構成された一種のスイッチ回路(反
転回路)をビット線間に配設し、データの読み出し時に
は、トランジスタTRIV-2,TRIV-4をオン状態とし,
データの再書き込み時には、トランジスタTRIV-1,T
IV-3をオン状態とすればよい。
The predetermined potential of the wiring to which one end of the detection transistor is connected is not limited to Vcc and may be grounded, for example. That is, the predetermined potential of the wiring to which one end of the detection transistor is connected may be 0 volt.
However, in this case, when the potential (V cc ) appears on the bit line when reading the data in the selected memory cell, the potential of the bit line is set to 0 volt when rewriting, and 0 when reading the data in the selected memory cell. When the volt appears on the bit line, it is necessary to set the potential of the bit line to V cc when rewriting. To this end, transistors TR IV-1 , TR IV-2 , TR as illustrated in FIG.
A kind of switch circuit (inversion circuit) composed of IV-3 and TR IV-4 is arranged between the bit lines, and when reading data, the transistors TR IV-2 and TR IV-4 are turned on,
When data is rewritten, the transistors TR IV-1 , T
R IV-3 may be turned on.

【0163】以上に説明した例においては、スイッチン
グ用トランジスタTRSを設けたが、その代わりに、図
58に回路図を示すように、高抵抗素子Rを設けてもよ
い。また、以上に説明したゲインセル型の不揮発性メモ
リの構造は、他の発明の実施の形態における不揮発性メ
モリにも適用することができる。
Although the switching transistor TR S is provided in the example described above, a high resistance element R may be provided instead, as shown in the circuit diagram of FIG. Further, the structure of the gain cell type non-volatile memory described above can also be applied to the non-volatile memories according to the other embodiments of the present invention.

【0164】また、例えば、図59に示すように、実施
の形態6あるいは実施の形態7の不揮発性メモリの変形
例として、第1の電極21’,31’を上部電極とし、
第2の電極23’,33’を下部電極とすることもでき
る。このような構造は、他の発明の実施の形態における
不揮発性メモリにも適用することができる。尚、図59
には、スイッチング用トランジスタあるいは高抵抗素子
の図示を省略している。
Further, for example, as shown in FIG. 59, as a modification of the nonvolatile memory of the sixth or seventh embodiment, the first electrodes 21 'and 31' are upper electrodes,
The second electrodes 23 'and 33' can also be used as lower electrodes. Such a structure can also be applied to the nonvolatile memory according to the other embodiments of the invention. Incidentally, FIG.
A switching transistor or a high resistance element is not shown in FIG.

【0165】[0165]

【発明の効果】本発明においては、プレート線と共通の
第1の電極とを短絡するための回路を備え、あるいは
又、共通の第1の電極を接地するための回路を備えてい
るので、強誘電体型不揮発性半導体メモリの不作動時
(待機時)、共通の第1の電極が浮遊状態になることが
なく、その結果、共通の第1の電極の電位変動を抑制す
ることができる。それ故、緩和(リラクゼーション)と
呼ばれる分極減衰現象が強誘電体層に生じても、メモリ
セルに記憶されたデータが破壊されることを確実に防止
することができる。尚、スイッチング用トランジスタや
高抵抗素子を設けても、面積的なオーバーヘッドは殆ど
無い。更には、スイッチング用トランジスタの形成は選
択用トランジスタ等の形成と同時に行うことができるの
で、強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造プロセスの
増加は無く、また、高抵抗素子の形成にあっても、強誘
電体型不揮発性半導体メモリの製造プロセスの増加は僅
かである。
According to the present invention, a circuit for short-circuiting the plate line and the common first electrode is provided, or a circuit for grounding the common first electrode is provided. When the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is inoperative (standby), the common first electrode is not in a floating state, and as a result, the potential fluctuation of the common first electrode can be suppressed. Therefore, even if the polarization attenuation phenomenon called relaxation occurs in the ferroelectric layer, it is possible to reliably prevent the data stored in the memory cell from being destroyed. Even if a switching transistor or a high resistance element is provided, there is almost no area overhead. Furthermore, since the switching transistor can be formed simultaneously with the formation of the selection transistor and the like, there is no increase in the manufacturing process of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory, and even in the formation of the high resistance element, The increase in the manufacturing process of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is slight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、発明の実施の形態1の強誘電体型不揮
発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な仮想
垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a first embodiment of the invention when cut along a virtual vertical plane parallel to a direction in which a bit line extends.

【図2】図2は、発明の実施の形態1の強誘電体型不揮
発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 2 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first embodiment of the invention.

【図3】図3は、図2に示す概念的な回路図のより具体
的な回路図である。
FIG. 3 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG.

【図4】図4は、発明の実施の形態2の強誘電体型不揮
発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な仮想
垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。
FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second embodiment of the invention is cut along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図5】図5は、発明の実施の形態2の強誘電体型不揮
発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 5 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a second embodiment of the invention.

【図6】図6は、図5に示す概念的な回路図のより具体
的な回路図である。
6 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 5;

【図7】図7は、発明の実施の形態3の強誘電体型不揮
発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な仮想
垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。
FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図8】図8は、発明の実施の形態3の強誘電体型不揮
発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 8 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a third embodiment of the invention.

【図9】図9は、図8に示す概念的な回路図のより具体
的な回路図である。
9 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 8;

【図10】図10は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの変形をビット線の延びる方向と
平行な仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図
である。
FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the present invention, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of bit lines. .

【図11】図11は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの変形の概念的な回路図である。
FIG. 11 is a conceptual circuit diagram of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention.

【図12】図12は、図11に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 12 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 11.

【図13】図13は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの別の変形をビット線の延びる方
向と平行な仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断
面図である。
FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional view of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the present invention, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit lines. Is.

【図14】図14は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの別の変形の概念的な回路図であ
る。
FIG. 14 is a conceptual circuit diagram of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention.

【図15】図15は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの別の変形の概念的な回路図であ
る。
FIG. 15 is a conceptual circuit diagram of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention.

【図16】図16は、図14に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
16 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 14;

【図17】図17は、図15に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 17 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 15.

【図18】図18は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの更に別の変形をビット線の延び
る方向と平行な仮想垂直面で切断したときの模式的な一
部断面図である。
FIG. 18 is a schematic partial cross section of yet another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the present invention, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of the bit lines. It is a figure.

【図19】図19は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの更に別の変形の概念的な回路図
である。
FIG. 19 is a conceptual circuit diagram of still another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention.

【図20】図20は、発明の実施の形態3の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの更に別の変形の概念的な回路図
である。
FIG. 20 is a conceptual circuit diagram of still another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention.

【図21】図21は、図19に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 21 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 19;

【図22】図22は、図20に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
22 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 20.

【図23】図23は、発明の実施の形態4の強誘電体型
不揮発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な
仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図であ
る。
FIG. 23 is a schematic partial cross-sectional view when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth embodiment of the present invention is cut along an imaginary vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図24】図24の(A)及び(B)は、それぞれ、発
明の実施の形態4の強誘電体型不揮発性半導体メモリの
概念的な回路図である。
24A and 24B are conceptual circuit diagrams of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a fourth embodiment of the invention, respectively.

【図25】図25は、図24の(A)に示す概念的な回
路図のより具体的な回路図である。
FIG. 25 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG.

【図26】図26は、図24の(B)に示す概念的な回
路図のより具体的な回路図である。
FIG. 26 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG.

【図27】図27は、発明の実施の形態5の強誘電体型
不揮発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な
仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図であ
る。
FIG. 27 is a schematic partial cross-sectional view when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the present invention is cut along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図28】図28の(A)及び(B)は、それぞれ、発
明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半導体メモリの
概念的な回路図である。
28A and 28B are conceptual circuit diagrams of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a fifth embodiment of the invention, respectively.

【図29】図29は、図28の(A)に示す概念的な回
路図のより具体的な回路図である。
FIG. 29 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG.

【図30】図30は、図28の(B)に示す概念的な回
路図のより具体的な回路図である。
FIG. 30 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 28 (B).

【図31】図31は、発明の実施の形態6の強誘電体型
不揮発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な
仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図であ
る。
FIG. 31 is a schematic partial cross-sectional view when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the sixth embodiment of the present invention is cut along an imaginary vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図32】図32は、発明の実施の形態6の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 32 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a sixth embodiment of the invention.

【図33】図33は、発明の実施の形態6の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの変形例の概念的な回路図であ
る。
FIG. 33 is a conceptual circuit diagram of a modified example of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the sixth embodiment of the invention.

【図34】図34は、発明の実施の形態6の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの別の変形例の概念的な回路図で
ある。
FIG. 34 is a conceptual circuit diagram of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the sixth embodiment of the invention.

【図35】図35は、図32に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 35 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 32.

【図36】図36は、図34に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 36 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 34.

【図37】図37は、発明の実施の形態7の強誘電体型
不揮発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な
仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図であ
る。
FIG. 37 is a schematic partial cross-sectional view of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the seventh embodiment of the present invention, taken along a virtual vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図38】図38は、発明の実施の形態7の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 38 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a seventh embodiment of the invention.

【図39】図39は、発明の実施の形態7の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの変形例の概念的な回路図であ
る。
FIG. 39 is a conceptual circuit diagram of a modified example of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the seventh embodiment of the invention.

【図40】図40は、発明の実施の形態7の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの別の変形例の概念的な回路図で
ある。
FIG. 40 is a conceptual circuit diagram of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the seventh embodiment of the invention.

【図41】図41は、図38に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 41 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 38.

【図42】図42は、図40に示す概念的な回路図のよ
り具体的な回路図である。
FIG. 42 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 40.

【図43】図43は、発明の実施の形態8の強誘電体型
不揮発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な
仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図であ
る。
FIG. 43 is a schematic partial cross-sectional view when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the eighth embodiment of the invention is cut along an imaginary vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図44】図44は、発明の実施の形態8の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 44 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to an eighth embodiment of the invention.

【図45】図45は、発明の実施の形態8の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの変形例の概念的な回路図であ
る。
FIG. 45 is a conceptual circuit diagram of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the eighth embodiment of the invention.

【図46】図46は、図44あるいは図45に示す概念
的な回路図のより具体的な回路図である。
FIG. 46 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 44 or FIG. 45.

【図47】図47は、発明の実施の形態9の強誘電体型
不揮発性半導体メモリをビット線の延びる方向と平行な
仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図であ
る。
FIG. 47 is a schematic partial cross-sectional view when the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the ninth embodiment of the present invention is cut along an imaginary vertical plane parallel to the extending direction of bit lines.

【図48】図48は、発明の実施の形態9の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの概念的な回路図である。
FIG. 48 is a conceptual circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a ninth embodiment of the invention.

【図49】図49は、発明の実施の形態8の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの変形例の概念的な回路図であ
る。
FIG. 49 is a conceptual circuit diagram of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the eighth embodiment of the invention.

【図50】図50は、図48あるいは図49に示す概念
的な回路図のより具体的な回路図である。
FIG. 50 is a more specific circuit diagram of the conceptual circuit diagram shown in FIG. 48 or FIG. 49.

【図51】図51は、発明の実施の形態6あるいは発明
の実施の形態7にて説明した強誘電体型不揮発性半導体
メモリの変形例を示す模式的な一部断面図である。
FIG. 51 is a schematic partial cross-sectional view showing a modified example of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory described in the sixth embodiment of the invention or the seventh embodiment of the invention.

【図52】図52は、図51に示す強誘電体型不揮発性
半導体メモリの回路図である。
52 is a circuit diagram of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG. 51.

【図53】図53は、ゲインセル型の強誘電体型不揮発
性半導体メモリの回路図である。
FIG. 53 is a circuit diagram of a gain cell type ferroelectric non-volatile semiconductor memory.

【図54】図54は、図53に示した強誘電体型不揮発
性半導体メモリにおけるレイアウト図である。
54 is a layout diagram of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG. 53. FIG.

【図55】図55は、図53に示した強誘電体型不揮発
性半導体メモリの模式的な一部断面図である。
FIG. 55 is a schematic partial cross-sectional view of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG. 53.

【図56】図56は、図53に示した強誘電体型不揮発
性半導体メモリの、図55とは異なる断面で見たときの
模式的な一部断面図である。
56 is a schematic partial cross-sectional view of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG. 53, as viewed in a cross section different from FIG. 55.

【図57】図57は、検出用トランジスタの一端が接続
された配線の所定の電位を0ボルトとした場合の、ビッ
ト線間に配設された一種のスイッチ回路を示す回路図で
ある。
FIG. 57 is a circuit diagram showing a kind of switch circuit arranged between bit lines when a predetermined potential of a wiring connected to one end of a detection transistor is 0 volt.

【図58】図58は、ゲインセル型の強誘電体型不揮発
性半導体メモリの変形例の回路図である。
FIG. 58 is a circuit diagram of a modification of the gain cell type ferroelectric non-volatile semiconductor memory.

【図59】図59は、発明の実施の形態4の強誘電体型
不揮発性半導体メモリの別の変形例の模式的な一部断面
図である。
FIG. 59 is a schematic partial cross-sectional view of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth embodiment of the invention.

【図60】図60は、強誘電体のP−E(V)ヒステリ
シスループ図である。
FIG. 60 is a PE (V) hysteresis loop diagram of a ferroelectric substance.

【図61】図61は、米国特許第4873664号に開
示された強誘電体型不揮発性半導体メモリの回路図であ
る。
FIG. 61 is a circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory disclosed in US Pat. No. 4,873,664.

【図62】図62は、特開平9−121032号公報に
開示された強誘電体型不揮発性半導体メモリの回路図で
ある。
FIG. 62 is a circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-121032.

【図63】図63の(A)及び(B)は、それぞれ分極
減衰現象による電荷分布の模式図であり、図63の
(C)は、下部電極の電位の変化を模式的に示す図であ
る。
63A and 63B are schematic diagrams of charge distribution due to a polarization attenuation phenomenon, and FIG. 63C is a diagram schematically showing a change in potential of a lower electrode. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・シリコン半導体基板、11・・・素子分離領
域、12・・・ゲート絶縁膜、13・・・ゲート電極、
14A,14B,14C・・・ソース/ドレイン領域、
14D・・・接地線、15・・・接続孔(コンタクトホ
ール)、16・・・絶縁層、17,27・・・開口部、
18,28・・・接続孔、21,21A,21B,2
1’,31,31A,31B,31’・・・第1の電
極、22,22A,22B,32,32A,32B・・
・強誘電体層、23,23’,33,33’・・・第2
の電極、25・・・パッド部、26・・・絶縁層(層間
絶縁層)、26A,36A・・・絶縁膜、TR・・・選
択用トランジスタ、TRS・・・スイッチング用トラン
ジスタ、R・・・高抵抗素子、WL・・・ワード線、B
L・・・ビット線、PL・・・プレート線、WD・・・
ワード線デコーダ/ドライバ、SA・・・センスアン
プ、PD・・・プレート線デコーダ/ドライバ、CN・
・・共通ノード、TRW・・・書込用トランジスタ、T
R・・・読出用トランジスタ、TRD・・・検出用トラ
ンジスタ
10 ... Silicon semiconductor substrate, 11 ... Element isolation region, 12 ... Gate insulating film, 13 ... Gate electrode,
14A, 14B, 14C ... Source / drain regions,
14D ... Ground wire, 15 ... Connection hole (contact hole), 16 ... Insulating layer, 17, 27 ... Opening part,
18, 28 ... Connection holes 21, 21A, 21B, 2
1 ', 31, 31A, 31B, 31' ... 1st electrode, 22, 22A, 22B, 32, 32A, 32B ...
.Ferroelectric layer, 23, 23 ', 33, 33' ... second
Electrode, 25 ... Pad portion, 26 ... Insulating layer (interlayer insulating layer), 26A, 36A ... Insulating film, TR ... Selection transistor, TR S ... Switching transistor, R. ..High resistance elements, WL ... Word lines, B
L ... bit line, PL ... plate line, WD ...
Word line decoder / driver, SA ... Sense amplifier, PD ... Plate line decoder / driver, CN
..Common node, TR W ... Writing transistor, T
R R ··· readout transistor, TR D ··· detection transistor

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)ビット線と、 (B)選択用トランジスタと、 (C)M個(但し、M≧2)のメモリセルから構成され
たメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は共
通であり、該共通の第1の電極は、選択用トランジスタ
を介してビット線に接続され、 メモリユニットにおいて、第m番目(但し、m=1,2
・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、第m番目の
プレート線に接続されている強誘電体型不揮発性半導体
メモリであって、 共通の第1の電極を接地するため、若しくは、M本のプ
レート線と共通の第1の電極とを短絡するための回路を
更に備えていることを特徴とする強誘電体型不揮発性半
導体メモリ。
1. (A) A bit line, (B) a selection transistor, (C) a memory unit composed of M (where M ≧ 2) memory cells, and (D) M plates. Line, each memory cell comprises a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode, and in the memory unit, the first electrode of the memory cell is common and the common first The electrode is connected to the bit line via the selection transistor, and in the memory unit, the m-th electrode (where m = 1, 2 is used).
, M) is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory in which the second electrode of the memory cell is connected to the m-th plate line, and the common first electrode is grounded, or , A ferroelectric non-volatile semiconductor memory further comprising a circuit for short-circuiting the M plate lines and the common first electrode.
【請求項2】前記回路は、スイッチング用トランジスタ
から成ることを特徴とする請求項1に記載の強誘電体型
不揮発性半導体メモリ。
2. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the circuit comprises a switching transistor.
【請求項3】前記回路は、高抵抗素子から成ることを特
徴とする請求項1に記載の強誘電体型不揮発性半導体メ
モリ。
3. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the circuit comprises a high resistance element.
【請求項4】高抵抗素子の抵抗値は1×106Ω乃至1
×1012Ωであることを特徴とする請求項3に記載の強
誘電体型不揮発性半導体メモリ。
4. The resistance value of the high resistance element is 1 × 10 6 Ω to 1
The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 3, wherein the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is × 10 12 Ω.
【請求項5】(A)ビット線と、 (B)選択用トランジスタと、 (C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個(但し、N≧2)のメモリユニット
と、 (D)M×N本のプレート線、から成り、 N個のメモリユニットは、絶縁層を介して積層されてお
り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、該共通の第1の電極は、選択用トランジス
タを介してビット線に接続され、 第n層目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・・,
M)のメモリセルの第2の電極は、第[(n−1)M+
m]番目のプレート線に接続されている強誘電体型不揮
発性半導体メモリであって、 共通の第1の電極を接地するため、若しくは、M×N本
のプレート線と共通の第1の電極とを短絡するための回
路を更に備えていることを特徴とする強誘電体型不揮発
性半導体メモリ。
5. (A) a bit line, (B) a selection transistor, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells, N (where N ≧ 2). ) And (D) M × N plate lines, N memory units are stacked with an insulating layer in between, and each memory cell has a first electrode and a ferroelectric material. A first electrode of the memory cell is common in each memory unit, and the common first electrode is connected to the bit line through the selection transistor, In the memory unit of the layer (n = 1, 2, ..., N), the m-th (however, m = 1, 2 ..., N)
The second electrode of the M) th memory cell is the [(n-1) M +
a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the (m) th plate line, for grounding a common first electrode, or for connecting M × N plate lines and a common first electrode. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory further comprising a circuit for short-circuiting.
【請求項6】前記回路は、スイッチング用トランジスタ
から成ることを特徴とする請求項5に記載の強誘電体型
不揮発性半導体メモリ。
6. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 5, wherein the circuit comprises a switching transistor.
【請求項7】前記回路は、高抵抗素子から成ることを特
徴とする請求項5に記載の強誘電体型不揮発性半導体メ
モリ。
7. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 5, wherein the circuit comprises a high resistance element.
【請求項8】高抵抗素子の抵抗値は1×106Ω乃至1
×1012Ωであることを特徴とする請求項7に記載の強
誘電体型不揮発性半導体メモリ。
8. The resistance value of the high resistance element is 1 × 10 6 Ω to 1
The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 7, wherein the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is × 10 12 Ω.
【請求項9】(A)ビット線と、 (B)N個(但し、N≧2)の選択用トランジスタと、 (C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n番目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、第n番目の選択用ト
ランジスタを介してビット線に接続され、 第n番目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリであ
って、 共通の第1の電極を接地するため、若しくは、M本のプ
レート線と共通の第1の電極とを短絡する回路を更に備
えていることを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メ
モリ。
9. An (A) bit line, (B) N (where N ≧ 2) selection transistors, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells. In addition, each memory cell includes N memory units and (D) M plate lines. Each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. The first electrode of the cell is common, and the common first electrode in the n-th (where n = 1, 2, ..., N) memory unit is connected via the n-th selection transistor. It is connected to the bit line, and is the m-th (however, in the n-th memory unit
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a common m-th plate line between memory units, for grounding a common first electrode or common to M plate lines A ferroelectric non-volatile semiconductor memory, further comprising a circuit for short-circuiting the first electrode of the.
【請求項10】前記回路は、スイッチング用トランジス
タから成ることを特徴とする請求項9に記載の強誘電体
型不揮発性半導体メモリ。
10. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 9, wherein the circuit comprises a switching transistor.
【請求項11】前記回路は、高抵抗素子から成ることを
特徴とする請求項9に記載の強誘電体型不揮発性半導体
メモリ。
11. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 9, wherein the circuit comprises a high resistance element.
【請求項12】高抵抗素子の抵抗値は1×106Ω乃至
1×1012Ωであることを特徴とする請求項11に記載
の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
12. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 11, wherein the resistance value of the high resistance element is 1 × 10 6 Ω to 1 × 10 12 Ω.
【請求項13】(A)N本(但し、N≧2)のビット線
と、 (B)N個の選択用トランジスタと、 (C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n番目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、第n番目の選択用ト
ランジスタを介して第n番目のビット線に接続され、 第n番目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリであ
って、 共通の第1の電極を接地するため、若しくは、M本のプ
レート線と共通の第1の電極とを短絡する回路を更に備
えていることを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メ
モリ。
13. (A) N (where N ≧ 2) bit lines, (B) N selection transistors, and (C) M number of memory cells (where M ≧ 2). And (D) M plate lines, each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. , The first electrode of the memory cell is common, and the common first electrode in the n-th (where n = 1, 2, ..., N) memory unit is the n-th selection transistor. Connected to the n-th bit line via the, and in the n-th memory unit, the m-th (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a common m-th plate line between memory units, for grounding a common first electrode or common to M plate lines A ferroelectric non-volatile semiconductor memory, further comprising a circuit for short-circuiting the first electrode of the.
【請求項14】前記回路は、スイッチング用トランジス
タから成ることを特徴とする請求項13に記載の強誘電
体型不揮発性半導体メモリ。
14. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 13, wherein the circuit comprises a switching transistor.
【請求項15】前記回路は、高抵抗素子から成ることを
特徴とする請求項13に記載の強誘電体型不揮発性半導
体メモリ。
15. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 13, wherein the circuit comprises a high resistance element.
【請求項16】高抵抗素子の抵抗値は1×106Ω乃至
1×1012Ωであることを特徴とする請求項15に記載
の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。
16. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 15, wherein the resistance value of the high resistance element is 1 × 10 6 Ω to 1 × 10 12 Ω.
JP2002268035A 2001-10-01 2002-09-13 Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory Pending JP2003178578A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002268035A JP2003178578A (en) 2001-10-01 2002-09-13 Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
US10/416,662 US6956759B2 (en) 2001-10-01 2002-09-24 Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory
KR10-2003-7006625A KR20040038893A (en) 2001-10-01 2002-09-24 Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory
PCT/JP2002/009747 WO2003032323A1 (en) 2001-10-01 2002-09-24 Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory
TW091122634A TWI230381B (en) 2001-10-01 2002-10-01 Ferrodielectric non-volatile semiconductor memory

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-305393 2001-10-01
JP2001305393 2001-10-01
JP2002268035A JP2003178578A (en) 2001-10-01 2002-09-13 Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003178578A true JP2003178578A (en) 2003-06-27

Family

ID=26623541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002268035A Pending JP2003178578A (en) 2001-10-01 2002-09-13 Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6956759B2 (en)
JP (1) JP2003178578A (en)
KR (1) KR20040038893A (en)
TW (1) TWI230381B (en)
WO (1) WO2003032323A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005031857A1 (en) * 2003-09-25 2005-04-07 Infineon Technologies Ag Three-transistor storage location and storage unit with a capacitor containing metal collector electrodes
JP2007149295A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Seiko Epson Corp Semiconductor storage device

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100687051B1 (en) * 2006-02-15 2007-02-26 삼성전자주식회사 Stack type ferroelectric memory device and method for manufacturing the same, and ferroelectric memory circuit and method for operating the same
US9324780B2 (en) * 2013-11-01 2016-04-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Metal-insulator-metal (MIM) capacitor structure including redistribution layer
US10600468B2 (en) * 2018-08-13 2020-03-24 Wuxi Petabyte Technologies Co, Ltd. Methods for operating ferroelectric memory cells each having multiple capacitors
US11069743B1 (en) * 2020-06-09 2021-07-20 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Non-volatile memory elements with a multi-level cell configuration
US11527277B1 (en) 2021-06-04 2022-12-13 Kepler Computing Inc. High-density low voltage ferroelectric memory bit-cell
US11729991B1 (en) 2021-11-01 2023-08-15 Kepler Computing Inc. Common mode compensation for non-linear polar material based differential memory bit-cell
US11482270B1 (en) 2021-11-17 2022-10-25 Kepler Computing Inc. Pulsing scheme for a ferroelectric memory bit-cell to minimize read or write disturb effect and refresh logic
US12108609B1 (en) 2022-03-07 2024-10-01 Kepler Computing Inc. Memory bit-cell with stacked and folded planar capacitors
US20230395134A1 (en) 2022-06-03 2023-12-07 Kepler Computing Inc. Write disturb mitigation for non-linear polar material based multi-capacitor bit-cell
US12062584B1 (en) 2022-10-28 2024-08-13 Kepler Computing Inc. Iterative method of multilayer stack development for device applications
US11741428B1 (en) 2022-12-23 2023-08-29 Kepler Computing Inc. Iterative monetization of process development of non-linear polar material and devices

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2974358B2 (en) * 1989-03-28 1999-11-10 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device and method of reading information from the device
JP3169599B2 (en) 1990-08-03 2001-05-28 株式会社日立製作所 Semiconductor device, driving method thereof, and reading method thereof
JPH0677434A (en) * 1992-08-27 1994-03-18 Hitachi Ltd Semiconductor memory device
JPH07235648A (en) 1994-02-24 1995-09-05 Hitachi Ltd Semiconductor storage device
JP3246294B2 (en) * 1995-10-24 2002-01-15 ソニー株式会社 Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same
US6097624A (en) * 1997-09-17 2000-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of operating ferroelectric memory devices having reconfigurable bit lines
KR19990030710A (en) * 1997-10-02 1999-05-06 김영환 Ferroelectric memory device and its operation method
KR100298439B1 (en) * 1998-06-30 2001-08-07 김영환 Nonvolatile ferroelectric memory
JP2000215677A (en) * 1999-01-19 2000-08-04 Nec Corp Ferroelectric material memory device and method of driving the same
JP3319437B2 (en) * 1999-06-04 2002-09-03 ソニー株式会社 Ferroelectric memory and access method therefor
JP2001043694A (en) * 1999-07-30 2001-02-16 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor memory element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005031857A1 (en) * 2003-09-25 2005-04-07 Infineon Technologies Ag Three-transistor storage location and storage unit with a capacitor containing metal collector electrodes
US7440334B2 (en) 2003-09-25 2008-10-21 Infineon Technologies Multi-transistor memory cells
JP2007149295A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Seiko Epson Corp Semiconductor storage device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003032323A1 (en) 2003-04-17
TWI230381B (en) 2005-04-01
US20040027873A1 (en) 2004-02-12
US6956759B2 (en) 2005-10-18
KR20040038893A (en) 2004-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3591497B2 (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
KR100803642B1 (en) Ferroelectric-type nonvolatile semiconductor memory and operation method thereof
KR100895740B1 (en) Ferroelectric-type nonvolatile semiconductor memory
JP2003178578A (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
US6754095B2 (en) Digital to analog converter including a ferroelectric non-volatile semiconductor memory, and method for converting digital data to analog data
US7002836B2 (en) Ferroelectric-type nonvolatile semiconductor memory and operation method thereof
JP4670177B2 (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and driving method thereof
JP4069607B2 (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
JP2003046067A (en) Semiconductor memory and production method therefor
JP3918515B2 (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
JP4706141B2 (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and semiconductor device
JP4661006B2 (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and manufacturing method thereof
JP2003158247A (en) Manufacturing method for ferroelectric non-volatile semiconductor memory
JP4720046B2 (en) Driving method of ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
JP2003046065A (en) Ferroelectric body type non-volatile semiconductor memory and manufacturing method therefor
JP2003123467A (en) Ferroelectric type nonvolatile semiconductor memory array and driving method therefor
JP2003179211A (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and method of manufacturing the same
JP2003204041A (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and its manufacturing method
JP2000269444A (en) Dielectric memory device
JP2002184170A (en) Ferroelectic type non-volatile semiconductor memory, and control circuit for width of applying voltage pulse
JP2003068989A (en) Method for manufacturing ferroelectric nonvolatile semiconductor memory
JP2003031774A (en) Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070605

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070705

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071016